增程式电动摩托车ISG 电机控制器的设计

针对增程式电动摩托车的核心部件ISG电机的特点、工作原理以及功能目的,从硬件和软件两方面设计了一种ISG电机控制器,以实现ISG电机起动发电、对起动电流和发电时对蓄电池组充电电流的实时监测和控制保护,以及对ISG电机的电动和发电功能的切换.该电机控制器对于延长电动摩托车续驶里程和蓄电池组寿命有着积极作用.     

非均匀磁极盘式无铁心永磁ISG电机设计与分析

为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙磁场分布作为设计指标,利用三维有限元分析软件对电机的永磁体极弧比例、电枢直径比、转子轭部厚度等结构参数进行参数化优选。与预估结构参数对比表明:优选后电机永磁体主副磁极比例为5∶2∶1∶2时,气隙磁密基波幅值提高了9.72%。三层叠式绕组可增加线圈有效边长度,提高气隙磁场利用率,感应电动势平均值增加了8%。     

电动汽车用内置式永磁无刷直流电机设计研究

设计一台电动汽车用内置式永磁无刷直流电动机,分析气隙尺寸、永磁体厚度、定子绕组匝数等主要结构参数对电机效率、转矩电流比的影响,针对电动车辆复杂的工况对比分析不同负载率下电机的运行性能,完成优化样机研制及测试.研究结果表明:在机械加工能力允许的前提下,适当减小气隙长度可提高电机低速区性能;在兼顾成本的同时,适当增加永磁体用量可提升电机整体性能;适当减少绕组匝数可提高电机高速区性能,但会导致低速区的转矩电流比下降.电机在额定负载时整体效率最高,说明设计方案对额定点的选取合理;转矩电流比随负载率的增加而增大,分析认为这与输出转矩中的磁阻转矩分量有关,这是内置式永磁电机与表贴式永磁电机的一个重要区别,设计需要特别注意.样机测试结果表明:恒转矩区和恒功率区的转矩、功率都满足驱动系统要求.     

纯电动轻型车辆电机驱动系统设计

针对纯电动轻型车辆用电机驱动系统,提出了驱动电机与整车联合仿真的分析方法.基于车辆的动力需求,采用有限元法对驱动电机进行设计和分析.以车辆动力性能指标作为设计输入,建立车辆的数学模型.结合电机性能指标与整车数学模型,采用AVL Cruise软件对整车性能进行联合仿真.以一款电动摩托车用轮毂电机驱动系统为例,建立了电机及整车系统的联合仿真分析模型并进行了试验验证.试验结果表明,结合驱动电机与整车数学模型的联合仿真方法,适用于纯电动轻型车辆电机驱动系统的设计和整车性能匹配.     

浅析纯电动卡车技术及其未来发展

伴随能源形势的日趋严峻及人们环保意识的逐步增强,纯电动技术凭借其节能环保的优势,已然转变成未来汽车发展的一个重要方向,对纯电动卡车进行研究有着重大的实际意义。文章通过分析纯电动开车发展现状,阐述纯电动卡车核心技术(动力电池技术、电机及其控制技术、充电技术),对纯电动汽车发展必然趋势展开探讨,旨在为促进新能源企业产业有序健康发展研究提供一些思路。     

轮毂电机式增程电动车参数匹配与性能分析

针对传统增程电动车动力系统布置困难、轴荷分配不合理等问题,构建增程器前置轮毂电机后驱的动力系统构型,根据设计指标与整车参数完成动力系统参数匹配,利用MATLAB\\Simulink\\Stateflow搭建整车控制策略,利用AVL Cruise仿真软件在新欧洲驾驶循环(NEDC工况)下对整车的动力性、经济性与控制策略进行分析。仿真结果显示:整车百公里加速时间为10.35 s,最高车速为158.48 km/h,车速20 km/h时最大爬坡度为34%;NEDC工况下总续驶里程为311.53 km,纯电动模式下百公里电耗为16.67 kWh,增程模式下百公里油耗为6.18 L;各工作模式均可在特定工况下开启或关闭。提出的动力系统方案满足整车对动力性、经济性的要求,搭建的控制策略与增程式电动车的工作模式相符,相关研究为提高增程式电动的性能提供了解决思路。     

新型增程式公交车动力系统优化与仿真

针对无变速箱结构的增程式公交车存在电机工作转速范围窄、爬坡能力及制动能回收效率低的问题,设计了具有二挡自动变速箱的增程式公交车动力系统,并对其进行结构分析和主要参数匹配.采用CRUISE/Simulink联合仿真平台,对设计的动力系统及控制策略进行了仿真验证.结果表明:整车动力系统设计及参数匹配较合理,能实现电机需求扭矩的减小并有效延长续驶里程,提高制动能回收效率.     

纯电动大客车动力系统参数匹配与仿真分析

电动汽车动力系统参数匹配设计对整车性能有很大影响,根据整车基本结构参数和目标性能要求,确定动力传动系统各参数的具体设计计算方法,通过对电机、电池及传动系统参数的设计匹配与合理选型来确保整车动力性能和经济性能发挥到最优值.利用CRUISE软件建立纯电动城市客车动力系统仿真模型,根据模拟仿真结果对各性能指标参数进行评价分析,特别针对动力电池进行建模仿真,通过仿真得到的电池性能数据评价分析设计电池参数及选型是否满足要求.结果表明:设计的动力系统匹配方案能够很好地满足整车动力性能和经济性能要求,为纯电动大客车的匹配设计分析提供了新的思路,具有一定的理论指导意义.     

增程式城市电动客车动力系统设计及仿真研究

针对城市电动客车行驶特性,对增程式城市电动客车动力系统进行了结构分析和主要参数匹配。基于Matlab/Simulink仿真平台,采用纯电电量消耗和电量维持能量管理策略,对设计的动力系统进行了仿真验证。结果表明,整车动力系统的设计和参数匹配比较合理,可以满足整车预设的动力性和经济性要求。     

纯电动清扫车上装电机故障树开发

电机被广泛应用于纯电动商用车的上装系统,如纯电动清扫车。目前电机的构造越来越复杂,电机产生故障的原因也有很多。对上装电机的故障进行分析可以有效地防止故障的恶化,降低维护成本,提高车辆作业的可靠性。通过对纯电动清扫车上装电机系统及电机的结构分析,研究了上装电机的故障及产生原因。介绍了故障树分析法及其优势,通过故障树分析法对电机故障进行了总结,建立了上装电机故障树。为后续纯电动清扫车电机系统故障诊断分析提供了新方法。     

基于CRUISE的纯电动拖拉机作业性能研究

针对拖拉机作业工况研究少,专用仿真软件匮乏,预测拖拉机的性能存在效率低、精度差的现状,分析了拖拉机的运输和旋耕工况,绘制了工况曲线。基于研发中纯电动拖拉机的工作原理和结构方案,利用商业软件CRUISE搭建了纯电动拖拉机的动态仿真平台,并在运输和旋耕工况下对其作业性能进行了仿真分析。结果表明:运输工况下,需求作业速度与实际作业速度平均偏差为0. 01 km/h,驱动电机平均效率为0. 74,续航时间为6. 54 h,平均滑转率为0. 006 8;旋耕工况下,需求作业速度与实际作业速度平均偏差为0. 1 km/h,驱动电机平均效率为0. 859,续航时间为4. 51h,平均滑转率为0. 166 6,与MATLAB中通过编写程序得到的仿真结果基本吻合。证明了拖拉机作业工况制定合理,纯电动拖拉机仿真平台搭建准确,适用于纯电动拖拉机的性能预测和开发。     

车用皮带驱动集成电机系统方案与控制策略

对车用起动机与发电机集成一体化技术进行了分析,对皮带驱动ISG电机的各种布置方案进行了比较分析,确定了BSG电机系统布置于发动机前端方案(P-BSG)为最佳方案.由于P-BSG电机方案结构简单、平顺性好、快速热起动性能好等特点,适用于频繁起停的城市工况运行车辆系统,适合当前节能汽车产业化的实现.对BSG车辆动力传动系统进行了分析,描述了安装手动变速器的车辆和安装自动变速器的车辆动力传动系统的工作原理以及BSG车辆四种基本工作模式.     

纯电动轿车动力传动装置参数匹配与动力性仿真

开发纯电动轿车的关键技术之一是动力传动装置参数的优化匹配.根据确定的纯电动轿车基本性能参数,从理论分析和工程设计的角度出发,利用Matlab对纯电动轿车电机、变速器、主减速器进行了设计计算与匹配.ADVISOR仿真结果证明,所选电机与整车匹配后能够满足纯电动轿车动力性的要求.     

基于瞬时优化的纯电动商用车能量管理策略

随着人们对环保和排放的要求逐渐提高,动力电池逐渐取代内燃机成为越来越多的商用车的动力来源.为了进一步提高纯电动商用车的经济性能,需要制定其能量管理策略.提出了一种基于瞬时优化的纯电动商用车能量管理策略.瞬时优化能量管理策略常用于混合动力汽车,但对于具有双电机的纯电动商用车,瞬时优化方法同样可以用于确定其能量管理策略.本文提出的能量管理策略通过对比不同的电机分配方案之间能量损失,确定了瞬时最优的功率分配方案,从而提高了车辆的经济性能.仿真实验证明,采用提出的能量管理策略,纯电动商用车的经济性能可以提高6.1％.     

ISG混合动力系统匹配选型与仿真设计

混合动力汽车是传统燃油车和纯电动车结合的产物,它既具有传统汽车动力性好、续航里程高的优势,又具有纯电动车节省能源、排放低的特点。通过发动机和电机同轴并联的方式进行动力混合,并根据该结构特点对车辆进行参数匹配设计,进而选取合适的发动机、ISG电机组以及电池等部件;根据需要制定合适的控制策略,并基于MATLAB软件平台建立整车性能仿真模型。仿真结果表明,该车型的各项指标均满足目标要求。     

非对称交错混合励磁爪极同步电机调磁性能三维有限元分析

为深入研究非对称交错混合励磁爪极同步电机的调磁性能,分析了该电机的磁路结构特征和调磁原理.采用三维有限元方法计算了不同直流励磁电流下的空载电机磁场,给出了不同励磁电流时电机气隙磁场分布及每极气隙磁通变化情况.设计制作了一台2 kW样机,对样机进行了调磁性能实验,实验结果与三维有限元计算结果吻合.实验结果表明,只需相对较小的励磁电流便可实现气隙磁通的宽范围调节.该研究工作表明,所提出的电机结构新颖,调磁性能良好,电机效率较高,可满足宽调速同步电动机的需要.     

增程式电动汽车电驱动系统多模式切换控制

针对增程式电动汽车(Range-Extended Electric Vehicle,RE-EV)电驱动系统电动机驱动和发动机-发电机-电动机能量传递问题,建立了驱动电机动力学、动力电池动力学和增程器动力学数学模型,设计了电动低速、电动高速、增程低速和增程高速多模式切换控制过程,建立了电驱动系统切换控制逻辑关系,进行了1和10个循环工况下的道路实验.结果表明:速度-时间曲线下的最大爬坡度大于30%,符合性能设计指标;排放-时间曲线下的排放出现在10个工况循环中的2 400s,此时,增程器开始运行;电池容量-时间曲线下的电池放电深度从0.7下降到0.3时,增程器起动并控制电池放电深度在0.3~0.5.     

多齿型定子的开关磁通永磁电机设计与仿真

提出了一种多齿型定子铁芯结构的开关磁通永磁电机,并建立电机参数化模型。以电机定/转子之间间隙、永磁体厚度、定子齿宽等参数作为分析变量,基于有限元分析软件对多齿型开关磁通永磁电机的气隙磁密、齿槽转矩等电磁特性进行分析,为直驱型纯电动汽车所用电机的设计及优化提供参考。     

面向电织针设计的直线电机模型参数选择

针对一种面向电织针设计的超薄永磁直线同步电机,在提出直线电机模型的条件下对其气隙磁场进行研究,最后分析直线电机的各个参数对气隙磁场强度的影响,并利用分析结果设计直线电机的参数,完善直线电机的模型设计,为进一步的样机制作打下基础.     

基于CAN网络的纯电动轿车车载信息系统

为了实现纯电动轿车的电控系统协同控制与管理,研制了基于CAN(controller aero network) 网络的万向纯电动轿车的整车车载信息系统.设计了电池管理系统(BMS)、电机驱动控制系统(MCS)、电气安全检测系统(EMS)这三个专属于电动汽车的高速CAN网络节点;为了减少线束并提高整车电控化水平,车身部分也实现了基于CAN网络的分布式控制.通过信息的采集、传输和分析,给出了万向纯电动轿车的行驶电压、电流等工况性能分析结果.车载信息系统可以监控电动汽车的示范运营,并为新型电动汽车的设计提供了参考依据.