铁氧体无刷直流电机在双离合变速器液压控制模块中的应用研究

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1、EMCT究2016-04-1417:51:42汽车工程学报2016年2期余智超++李文涛++方伟荣++甘道解++姜超++刘培24001(a)稀土电机120°C环境一(U一LU•」)>養240021002100(・£=•」)>敢象I800I500120090060030003032343638404244762O时间r/s稀上电机室温环境下测试曲线21001800150012009006003000汕压锂立曲线电机转速曲线2226303438■040时间t/s(a)铁氧体电机室温环境下测试曲线图9室温环境下电机性能测试曲线AhquIxViHodty

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4、nentMagSynchronousMo708090100时间t/s图7室温下，油压建立曲线摘要：为降低双离合变速器(DualClutchTransmission,DCT)液压控制模块成本,提出一种以铁氧体为永磁材料，采用不同结构布巴的无刷直流电机(BrushlessDirectCurrentMotor,BLDC),代替原有的稀土永磁无刷直流屯机方案。运用软件Infolytica对这两种外形尺寸相同的电机进行磁场分析，结果显示两种电机磁通密度分布接近，验证了此方案在理论上是可行的。借助Matlab中Simulink模块模拟液压控制系统，利用试验台

5、架对两类电机在室温、高温和低温三种不同工况下进行电机性能测试试验。结果表明，这种铁氧体无刷直流电机在双离合变速器液压控制模块中可以达到与原稀土电机基本相同的性能。此研究成果可为双离合变速器中油泵电机的设计和制造提供工程经验和技术基础。关键词：铁氧体；稀土；无刷直流电机；双离合变速器；油泵电机中图分类号:U463.212文献标文献标识码:A文献标D0l：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.02.10BLDCT泛应用在变速器中，一般作为驱动汕泵或者驱动执行机构。BLDC的永磁体一般采用稀土或者铁氧体，冃前大部分变速器屮的电机均

6、使用稀土方案。但是稀土的价格昂贵而且I•分不稳定[1-2]，铁氧体虽然价格稳定、成本低，但是磁能积比较低，为了保证相同的功率和转矩输出，采用铁氧体材料方案的BLDC的尺寸一般比较大。因此，针对应用于DCT中的油泵电机[3-4],本文在分析DCT液压控制模块结构的基础上，提出了一种采用铁氧体材料不同结构布置的BLDC[5-6],分析了电机的磁场分布，并搭建了Simulink模型，在变速器液压控制模型中对该电机进行了模拟。最后，通过将该电机装到液压控制系统中进行系统性试验，分析试验结果可知：在与原有稀土电机相同的外形尺寸的前提下，采用铁氧体材料的BL

7、DC应用在DCT液压控制模块中，可提供相同的输出功率、转矩和效率，可以达到与稀土BLDC几乎完全相同的性能[7-9]o1BLDC结构及其在DCT液压控制模块中的应用BLDC具有结构简单、寿命长、噪声小等优点，被广泛应用在汽车行业中，在DCT中主要作为液圧油的油泵电机、离合器电机和选换挡电机。常用的BLDC—般釆用内转子结构，永磁体的材料为稀土，磁钢贴在转子表面或嵌入到转子内部(IPM),如图1所示。如图2所示，DCT液压控制模块主要由蓄能器、电磁阀、阀体、汕泵和电机等组成，屯机通过联轴器与油泵相连，油泵为蓄能器和整个液压系统提供动力油。DCT液压

8、控制系统的原理如图3所示，电机带动油泵工作，油泵的出口是一个压滤器，起到过滤油液的作用。圧滤器的出口接一个单向阀，防止在油泵不工作的时候油液从油泵处泄露。单向阀出口是一个旁通阀，作用是当系统油压没有建立的时候，保证油泵输出的油首先为系统提供工作油压，等系统汕压建立起来之后再给蓄能器冲压。当液压控制系统正常工作的吋候，电机是否工作取决于蓄能器出口的压力和温度，当压力低T4.2MPa时电机启动；当压力高于6.2MPa时电机停止工作；当温度高于预先设定的保护温度时，电机停止工作。电机作为液压控制模块的动力來源，接收到命令后必须能迅速启动，以帮助液压系统

9、快速建立油压。此外，Ft!于电机经常要在有油压负载的情况下反复启动，因此对电机带负载启动的可靠性要求很高。此外变速器的工作环境温度一般为