发动机/发电机型增程式电动汽车作为目前研发和市场较为可行的电动汽车产品,引起了社会的广泛关注。目前针对增程式电动汽车的研究多集中于动力匹配、能量管理,而在故障诊断的研究较少,增程器作为增程式电动汽车的辅助动力部件,其运行状态的好坏决定着增程式电动汽车的稳定运行。因此,开展增程器的故障诊断研究对增程式电动汽车的安全运行具有重要意义。本文以某型号增程器为研究对象,通过建立增程器机电联合仿真模型,进行仿真分析,研究增程器发生耦合故障时状态参数的变化规律,利用谐次谱分析方法提取故障特征。所完成的研究工作如下:(1)建立机电联合仿真模型。首先使用CATIA建立增程器三维模型,导入ADAMS中建立增程器刚性多体动力学模型,再将曲轴导入ANSYS进行柔性化处理,替换刚性曲轴建立增程器刚柔混合多体动力学模型。然后,根据电压、电流、磁链等方程式搭建正常状态和定子绕组匝间短路故障下发电机的数学模型。最后,将增程器刚柔混合多体动力学模型导入到MATLAB中,根据转速控制原理进行连接建立增程器机电联合仿真模型。(2)提取增程器单一故障特征参数。首先利用单谐次相位分析法对周期性激振力矩分解成简谐函数并研究谐次响应,分析失火故障机理;其次,采用拉格朗日能量法写出增程器轴系不对中故障动力学方程,研究不同类型不对中故障动力学响应;然后,根据park矢量法对三相坐标系进行变换,分析电磁转矩的频率响应与匝间短路故障间的联系;最后通过增程器机电联合仿真模型模拟三种单一故障,仿真分析结果与理论研究对比,提取增程器单一故障特征参数。(3)提取增程器耦合故障特征参数。利用增程器机电联合仿真模型模拟失火-不对中耦合故障、失火-匝间短路耦合故障,在不同故障程度下进行仿真实验,利用谐次谱分析方法对发动机转出转速、角加速度信号、发电机三相电流、电磁转矩、轴系径轴向力等参数进行频谱分析,结合理论分析结果对比单一故障状态参数的变化规律提取耦合故障特征参数。通过对增程器单一故障及耦合故障的研究,建立了增程器机电联合仿真模型,分析了失火故障、不对中故障及匝间短路故障的机理,得到了曲轴瞬时转速、发电机主轴位移、发电机电流、电磁转矩等状态参数的变化规律,提取了增程器的故障特征参数。项目研究结果实现了增程器耦合故障的机理分析和特征提取,有助于增程器进行合理而科学的维修,为增程式电动汽车的诊断提供理论的支持。