纯电动客车双电机直驱调速系统设计

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1、分类号：Ｕ２７１单位代码：１０７２０”密级：公：学号：１５０８０２０４０４Ａ＾＾＾ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕士学位论文纯电动客车双电机直驱调速系统设计－ＭｏＤｅｓｉｎｏｆＤｕａｌｔｏｒＤｉｒｅｃｔＤｒｉｖｅＳｅｅｄｇｐＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＰｕｒｅＥｌｅｃｔｒｉｃＢｕｓｅｓ论文作者：柴新宁＾指导教师、职称：赵永强副教授学科＇专业名称：工科、车辆工程研究方向：汽车节能与能量转换技术二〇一

2、八年六月分类号：U271单位代码：10720密级：学号：1508020404硕士学位论文纯电动客车双电机直驱调速系统设计DesignofDual-MotorDirectDriveSpeedControlSystemforPureElectricBuses论文作者：柴新宁指导教师、职称：赵永强副教授学科专业名称：车辆工程研究方向：汽车节能与能量转换技术二○一八年五月摘要为了缓解全球能源危机和生态环境进一步恶化的窘境，在汽车领域中，世界各国优先发展新能源汽车和纯电动汽车。按照我国“十三五”中长期发展规

3、划和“中国智造2025”短期目标，纯电动汽车将成为未来汽车发展的主导方向。本文针对现有纯电动客车的驱动传动系统存在驱动电机比功率低、传动链长、工作效率低、结构空间大、轻量化程度低等缺陷，提出一种双电机联合驱动的纯电动客车的驱动调速机构和一种12/26极的开关磁通永磁同步主驱动电机的拓扑结构，并对该双电机联合驱动的纯电动客车的传动原理、结构组成、参数匹配和控制策略等问题进行了研究。提出了一种总功率为150kW的纯电动客车的双电机联合驱动调速机构，设计了该驱动调速机构的传动原理和系统组成。分析了纯电动客车

4、在加速、爬坡和最高速行驶等典型行驶工况中的整车动力功率和阻力功率特点，制定了不同工况下的动力分配和组合方案，完成了不同工作模式下，主电机和次电机的性能参数和动力总成参数的匹配，最终将主电机和调速电机的功率确定为100kW和50kW。研制出了一种纯电动客车用新型多极式开关磁通永磁同步电机，并对其拓扑结构及磁通切换原理进行分析。由电机设计公式得到主次电机外形结构尺寸参数，通过电磁场有限元分析建立了12/26极主电机和12/10极调速电机电磁仿真模型，分析了定转子齿宽、永磁体尺寸、定子槽口宽度等参数对电机电

5、磁场动态特性的影响。确立了以电机结构参数为变量因子，磁场空载特性为优化目标的优化方案，并提出了转子齿顶部设计辅助槽优化齿槽转矩波动的方法，得到了优化后主电机齿槽转矩波动降低68.9%，永磁体用量减少了9.6%，并有效降低电机磁场饱和现象；次电机齿槽转矩波动降低60%，永磁体用量略有减小，并提高电机工作稳定性。最终研制出了次电机试验样机。由纯电动客车的驱动调速机构结构参数，建立了各传动组件三维模型，并完成了纯电动客车双电机直驱型驱动结构虚拟装配，得到了各传动部件之间不存在干涉、装配合理及驱动系统整体结构

6、满足空间设计要求。关键词：纯电动客车；双电机驱动；电机直驱；有限元分析iAbstractInordertoalleviatethedilemmaoftheglobalenergycrisisandthedeteriorationoftheecologicalenvironment,countriesintheworldwillgiveprioritytothedevelopmentofnewenergyvehiclesandpureelectricvehicles.Accordingto"the13t

7、hFive-YearPlan"mediumandlong-termdevelopmentplanandthe"intelligentmanufacturinginChina2025"short-termgoal,pureelectricvehicleswillbecomethedominantdirectionoffuturecardevelopment.Inthispaper,thecurrentdrivesystemofpureelectricbuseshavethedisadvantagesof

8、lowspecificpowerofdrivemotor,longtransmissionchain,lowworkingefficiency,largestructurespace,lowlightweightdegree,andsoon.soItproposesadualmotorcombineddrivepureelectricbusesdriverandthetopologicalstructureofa12/26-poleFlux-switch