【摘要】：隨著科技的發(fā)展,汽車已成為人們生活中最重要的交通工具之一。傳統(tǒng)燃油汽車不僅消耗有限的石油資源,排放的尾氣還會對環(huán)境造成污染,亟需找到替代傳統(tǒng)燃油汽車的交通工具——新能源電動汽車。本課題的80kW純電動客車驅(qū)動電機選用整體性能優(yōu)良的永磁同步電動機。驅(qū)動電機不僅是新能源電動汽車的動力核心,也是能量的主要消耗者,它的好壞直接影響到整車的性能。因驅(qū)動電機受安裝尺寸和整體質(zhì)量的限制,所以對功率密度提出了更高的要求,同時,為了增加純電動客車單次充電的行駛里程,應(yīng)使驅(qū)動電機的工作點盡可能地落在高效區(qū)間,所以本文主要對驅(qū)動用永磁同步電動機的功率密度和高效區(qū)間進行研究。首先對本課題的研究背景、目的意義進行介紹,對電動客車驅(qū)動電機的性能要求進行總結(jié),并對比不同類型電動機的性能特點;然后介紹國內(nèi)外的電動汽車驅(qū)動用永磁同步電動機在功率密度和效率區(qū)間等方面的研究現(xiàn)狀。在給定驅(qū)動電機主要技術(shù)參數(shù)和機殼結(jié)構(gòu)的情況下,對其電磁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。首先對永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)進行選型,選擇既能滿足轉(zhuǎn)矩輸出,又能滿足弱磁調(diào)速的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu);通過對不同極槽配合電動機的齒槽轉(zhuǎn)矩和損耗進行比較,選擇更適合于80kW純電動客車驅(qū)動電機的8極48槽配合,并選用雙層短距分布繞組和定子梨形槽;同時,對影響電機損耗和效率的空載反電動勢進行合理取值;然后針對影響驅(qū)動電機功率密度的電磁負荷和定子裂比進行研究,得到驅(qū)動電機的長徑比、主要尺寸和最優(yōu)定子裂比,再通過溫度場仿真來驗證電動機設(shè)計的是否理性性,進而得到驅(qū)動電機的功率密度。為了研究純電動客車驅(qū)動用永磁同步電機的高效區(qū)間,分別設(shè)計了四種不同轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的內(nèi)置式永磁同步電動機,先對各電動機的主要損耗曲線圖和總損耗曲線圖的分布情況進行了對比分析,然后對效率曲線圖及其高效區(qū)間的分布情況進行分析和研究,找到影響高效區(qū)間分布范圍和位置移動的主要因素,并對不同類型純電動客車驅(qū)動電機高效區(qū)間的移動方向進行介紹。
【圖文】：

電動汽車驅(qū)動用永磁同步電動機的發(fā)展現(xiàn)狀土面積小，物資匱乏，為了能夠及時應(yīng)對能源危機和環(huán)境污染能源汽車領(lǐng)域的制高點，是最早開始研發(fā)新能源電動汽車并投入家。日本在電動汽車驅(qū)動電機方面具有非常豐富的經(jīng)驗和一流的車技術(shù)的發(fā)展[9]。年，豐田推出第一款混合電動汽車普銳斯[10]。到目前為止已經(jīng)推電機動都采用了永磁同步電機。第 2 代至第 4 代豐田普銳斯驅(qū)動構(gòu)如圖 1.1-圖 1.3 所示。從圖中可以看出，三臺電動機均采用 4 子結(jié)構(gòu)，由普銳斯 2003 的徑向式永磁同步電動機發(fā)展為普銳斯 2 V 型永磁體結(jié)構(gòu)的永磁同步電動機，提升了轉(zhuǎn)矩性能和弱磁調(diào)速04 和普銳斯 2010 驅(qū)動電機的效率分布曲線如圖 1.4 和圖 1.5 所示較可以看出，普銳斯 2010 驅(qū)動電機不論是最高效率還是高效區(qū)斯 2004 驅(qū)動電機。

動機的結(jié)構(gòu)如圖 1.1-圖 1.3 所示。從圖中可以看出，三臺電動機均采用 4 對極內(nèi)置體的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由普銳斯 2003 的徑向式永磁同步電動機發(fā)展為普銳斯 2004 和普 2010 的 V 型永磁體結(jié)構(gòu)的永磁同步電動機，提升了轉(zhuǎn)矩性能和弱磁調(diào)速能力[11-1銳斯 2004 和普銳斯 2010 驅(qū)動電機的效率分布曲線如圖 1.4 和圖 1.5 所示[14]，，通過之間的比較可以看出，普銳斯 2010 驅(qū)動電機不論是最高效率還是高效區(qū)間分布占優(yōu)于普銳斯 2004 驅(qū)動電機。圖 1.1 普銳斯 2003 驅(qū)動電機結(jié)構(gòu)Fig. 1.1 Structure of Prius 2003 motor
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

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