电动汽车驱动系统设计及动态特性分析

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随着社会的发展,人类对能源需求日益加剧,经济发展带动化石燃料价格不断上涨,环境问题也愈发突出,发展绿色环保经济已经成为全社会的共识。北京雾霾、PM2.5将人们眼光集中到汽车尾气这一大气污染源上,发展尾气低排放、零排放的新能源汽车迫在眉睫,这给传统汽车行业带来新的发展机遇和挑战。  伴随着科学技术的进步,纯电动汽车的发展也日新月异。其中,电动汽车驱动系统的研究已经成了国内外汽车厂商主要涉足的领域。而作为车辆电驱动系统的中心环节,驱动电机的总体性能是设计研制技术的关键之一。与传统永磁电机应用场合及设计要求不同,纯电动汽车用永磁同步电机具有结构简单,体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高、响应快速、调速范围宽等特点,这对电动汽车用永磁电机的设计提出了新的挑战。  本文的主要研究工作就是针对纯电动汽车驱动电机没有“高转速”,“大转矩”的现状,设计一款纯电动汽车用、额定功率为44kW的永磁同步电机。通过对目标车辆进行力学分析,匹配基于整车性能的动力参数,进而根据电动汽车对驱动电机性能的要求,通过研究电动汽车用永磁同步电机的结构与工作原理,选择合适的磁路结构,估算出满足汽车性能要求所需要的电机基本参数与尺寸,再进行电机优化,设计纯电动汽车用永磁同步电机。  之后通过优化参数,对已设计电机进行电磁建模仿真与有限元分析,对空载磁场和负载磁场的仿真结果进行了分析,得到永磁同步电机动态性曲线。最后,利用ADVISOR电动汽车仿真软件对已有驱动系统进行仿真,得到了满足整车动力性能参数的仿真结果,分析得到纯电动汽车的动力性和经济性均满足性能要求,即驱动系统主要元件选型和参数匹配合理。
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