近年來(lái),電動(dòng)汽車(chē)在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。受益于國(guó)家政策的支持、人民環(huán)保意識(shí)的提高與電池關(guān)鍵技術(shù)的迅速發(fā)展,電動(dòng)汽車(chē)已在中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)占據(jù)一席之地,并成為未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的主要趨勢(shì)。目前網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物以及物流、快遞行業(yè)的迅猛發(fā)展,使得純電動(dòng)物流專用車(chē)的需求不斷增加,作為郵政、物流及快遞用車(chē),續(xù)航能力強(qiáng)、載貨空間大、動(dòng)力性強(qiáng)、品質(zhì)可靠是客戶最為關(guān)注的重點(diǎn)。這就要求電動(dòng)物流汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)體積小、效率高、續(xù)航能力強(qiáng)以及具有高轉(zhuǎn)矩密度。本文針對(duì)上述問(wèn)題,根據(jù)某新能源汽車(chē)公司的實(shí)際需求,設(shè)計(jì)了一款30kW電動(dòng)物流車(chē)用永磁同步電機(jī),并對(duì)其進(jìn)行了性能仿真分析、參數(shù)優(yōu)化及試驗(yàn)研究。主要內(nèi)容包括以下四個(gè)方面:（1）本文根據(jù)永磁同步電機(jī)的性能要求,進(jìn)行動(dòng)力性能分析,根據(jù)動(dòng)力性能指標(biāo)參數(shù),得出電機(jī)系統(tǒng)的初步參數(shù)。結(jié)合永磁電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),完成額定功率為30kW的電動(dòng)物流車(chē)用永磁同步電機(jī)本體電磁設(shè)計(jì)。為了盡可能提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度與最高效率,轉(zhuǎn)子采用內(nèi)置"V"型永磁體結(jié)構(gòu)。為了減小電機(jī)磁場(chǎng)引起的渦流損耗和磁滯損耗、提高槽滿率,電機(jī)采用整數(shù)槽單層分布繞組,轉(zhuǎn)子8極,定子48槽。定子鐵芯使用0.35mm厚的硅鋼片疊壓而... 

【文章來(lái)源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

四代Pruis驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖

同樣以永磁同步電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的還有德國(guó)寶馬i3純電動(dòng)汽車(chē),例如,較新一點(diǎn)的BMWi3 2016其驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用了峰值功率125kW,峰值轉(zhuǎn)矩250N.m,最高轉(zhuǎn)速和功率密度分別為12800rpm和3.8kW/kg,而且重量卻只有49kg的混合磁阻永磁同步電機(jī),本質(zhì)上是永磁同步電機(jī)與磁阻電機(jī)結(jié)合體。電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖1.2所示,該型電機(jī)轉(zhuǎn)子采用多層U型IPM正弦化分塊斜極設(shè)計(jì)[11],有效提高了磁阻轉(zhuǎn)矩,降低了諧波、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。為達(dá)到更高的電機(jī)效率同時(shí)并實(shí)現(xiàn)$4.7/kW這一目標(biāo),作為世界上電機(jī)的前沿技術(shù)研發(fā)及推廣者-美國(guó)橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)出一種鐵氧體的永磁同步電機(jī)方案,該型電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中取得了較大的成功,且該型電機(jī)的效率及功率密度均已超過(guò)Prius2010。其結(jié)構(gòu)圖如圖1.3所示。其后續(xù)電機(jī)方案現(xiàn)仍然處在優(yōu)化階段中,美國(guó)橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室宣稱在其新一代的電機(jī)產(chǎn)品中,新型電機(jī)的功率密度將會(huì)提高50%,即能夠達(dá)到16.2kW/L、4.5kW/kg,同時(shí),該電機(jī)的峰值效率能夠達(dá)到并超過(guò)97%,其效率在最高轉(zhuǎn)速14000rpm區(qū)內(nèi),也可以有效維持在95%以上,具有超強(qiáng)的續(xù)航能力。除了橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室,在美國(guó)還有通用汽車(chē)公司以及UQM等企業(yè)同時(shí)也在將效率更高、體積則更小及成本要更低作為研發(fā)目標(biāo)進(jìn)行新型電機(jī)的研發(fā)。

為達(dá)到更高的電機(jī)效率同時(shí)并實(shí)現(xiàn)$4.7/kW這一目標(biāo),作為世界上電機(jī)的前沿技術(shù)研發(fā)及推廣者-美國(guó)橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室,研發(fā)出一種鐵氧體的永磁同步電機(jī)方案,該型電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中取得了較大的成功,且該型電機(jī)的效率及功率密度均已超過(guò)Prius2010。其結(jié)構(gòu)圖如圖1.3所示。其后續(xù)電機(jī)方案現(xiàn)仍然處在優(yōu)化階段中,美國(guó)橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室宣稱在其新一代的電機(jī)產(chǎn)品中,新型電機(jī)的功率密度將會(huì)提高50%,即能夠達(dá)到16.2kW/L、4.5kW/kg,同時(shí),該電機(jī)的峰值效率能夠達(dá)到并超過(guò)97%,其效率在最高轉(zhuǎn)速14000rpm區(qū)內(nèi),也可以有效維持在95%以上,具有超強(qiáng)的續(xù)航能力。除了橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室,在美國(guó)還有通用汽車(chē)公司以及UQM等企業(yè)同時(shí)也在將效率更高、體積則更小及成本要更低作為研發(fā)目標(biāo)進(jìn)行新型電機(jī)的研發(fā)。在我國(guó),經(jīng)過(guò)多年的研究與發(fā)展,比亞迪、北汽、奇瑞等著名國(guó)內(nèi)汽車(chē)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車(chē)量產(chǎn)和推廣應(yīng)用,在電動(dòng)汽車(chē)用的永磁同步電機(jī)研發(fā)方面,我國(guó)巨一以及精進(jìn)電動(dòng)等企業(yè)也取得了較多的驕人成績(jī)及較大的突破。表1.2列舉了我國(guó)從事電動(dòng)汽車(chē)用電機(jī)生產(chǎn)制造出的主要產(chǎn)品成果[12-13]。綜合來(lái)看,我國(guó)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的研究已經(jīng)取得了比較大的突破,有能力自主研發(fā)出能夠滿足各類(lèi)電動(dòng)汽車(chē)需求的電機(jī)產(chǎn)品,而且部分主要性能指標(biāo)在相同功率等級(jí)種已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際的先進(jìn)水平。但是在某些性能指標(biāo)上,如峰值轉(zhuǎn)速、效率以及功率密度等方面相對(duì)于國(guó)外先進(jìn)水平來(lái)說(shuō),仍然具有一定的差距。


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