純電動汽車新型傳動系統(tǒng)研究

【摘要】：本文提出了一種新型純電動汽車傳動系統(tǒng),即將磁場調(diào)制式永磁齒輪(Field Modulated Permanent Magnetic Gear,FMPMG)應(yīng)用于其傳動系統(tǒng)中,替代傳統(tǒng)電動汽車機械齒輪變速箱,以減小汽車傳動系統(tǒng)體積與空間,減輕整車質(zhì)量,提高傳動效率。目前稀土釹鐵硼(NdFeB)的扭矩密度可達400Nm/m3,因此基于NdFeB為磁極的FMPMG具有高矯頑力、高磁能積及高機械性能等優(yōu)點。由于FMPMG還處于分析研究階段,國內(nèi)外針對FMPMG的設(shè)計尚無統(tǒng)一規(guī)范,其結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計和工業(yè)化應(yīng)用有待深入研究。針對FMPMG四種工作形式,依據(jù)電磁場理論,建立了四種工作情況下的FMPMG氣隙磁場和轉(zhuǎn)矩數(shù)理模型,并利用Ansoft電磁仿真軟件對所建模型進行仿真,驗證了所建模型的正確性,為后續(xù)其在純電動汽車傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用研究奠定了理論及技術(shù)基礎(chǔ)。根據(jù)傳統(tǒng)純電動汽車多種機械傳動形式,設(shè)計出一種可將FMPMG用作變速系統(tǒng)的新型純電動汽車傳動系統(tǒng),以解決機械變速箱體積和質(zhì)量過大等問題,并具有低噪音、低振動、免或少維護及使車輛運動平穩(wěn)等優(yōu)勢。根據(jù)整車性能對FMPMG結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了逆向設(shè)計,通過對FMPMG轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的二維有限元仿真,驗證車輛能否達到性能要求。由于傳遞轉(zhuǎn)矩能力是車輛傳動系統(tǒng)中最重要的性能指標(biāo),因此本文基于控制變量法,利用Ansoft逐一分析了FMPMG中的各結(jié)構(gòu)參數(shù)與轉(zhuǎn)矩關(guān)系,并針對所設(shè)計方案進行各參數(shù)優(yōu)化。 【關(guān)鍵詞】：純電動汽車 永磁齒輪 氣隙磁場 磁場調(diào)制 轉(zhuǎn)矩分析
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 永磁齒輪發(fā)展現(xiàn)狀9-18
• 1.1.1 永磁齒輪發(fā)展歷史9-14
• 1.1.2 永磁齒輪常見傳動類型14-15
• 1.1.3 FMPMG發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢15-17
• 1.1.4 FMPMG應(yīng)用概況17-18
• 1.2 電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀18-20
• 1.2.1 研究電動汽車的必要性18-19
• 1.2.2 電動汽車分類19-20
• 1.2.3 純電動汽車傳動系統(tǒng)20
• 1.3 本文研究內(nèi)容20-22
• 第二章 FMPMG運行機理分析22-40
• 2.1 FMPMG基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.2 FMPMG運行機理解析分析23-29
• 2.3 FMPMG運行機理有限元分析29-38
• 2.3.1 內(nèi)永磁轉(zhuǎn)子單獨勵磁時的氣隙磁場30-33
• 2.3.2 外永磁轉(zhuǎn)子單獨勵磁時的氣隙磁場33-36
• 2.3.3 合成后的氣隙磁場36-38
• 本章小結(jié)38-40
• 第三章 FMPMG在純電動汽車傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用40-50
• 3.1 純電動汽車工作原理40-41
• 3.2 純電動汽車動力傳動系統(tǒng)基本構(gòu)成41-42
• 3.3 純電動汽車傳動形式42-45
• 3.3.1 機械傳動形式42-43
• 3.3.2 機電集成傳動形式43
• 3.3.3 機電一體化傳動形式43-44
• 3.3.4 輪轂電動機傳動形式44-45
• 3.4 汽車變速箱簡介45-47
• 3.5 純電動汽車新型傳動系統(tǒng)方案設(shè)計47-48
• 3.6 新型傳動系統(tǒng)方案優(yōu)勢48-49
• 本章小結(jié)49-50
• 第四章 新型傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計及仿真50-66
• 4.1 純電動汽車基本性能參數(shù)設(shè)計50-55
• 4.2 FMPMG結(jié)構(gòu)參數(shù)選取55-57
• 4.2.1 FMPMG材料選取55
• 4.2.2 FMPMG參數(shù)設(shè)計55-57
• 4.3 機構(gòu)的靜態(tài)有限元仿真57-62
• 4.3.1 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩的有限元仿真57-59
• 4.3.2 氣隙磁場的有限元分析59-62
• 4.4 機構(gòu)的動態(tài)有限元仿真62-65
• 本章小結(jié)65-66
• 第五章 FMPMG結(jié)構(gòu)參數(shù)對轉(zhuǎn)矩的影響66-72
• 5.1 永磁體極對數(shù)對轉(zhuǎn)矩的影響66-67
• 5.2 傳動比對轉(zhuǎn)矩的影響67
• 5.3 調(diào)磁環(huán)形狀對轉(zhuǎn)矩的影響67-68
• 5.4 氣隙對轉(zhuǎn)矩的影響68-69
• 5.5 軛鐵厚度對轉(zhuǎn)矩的影響69-70
• 本章小結(jié)70-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76-77

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