混合动力汽车用双凸极式永磁双转子电机的研究

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1、万方数据分类号：!丛351UDC鱼21：≥博士学位论文密级公珏编号!Q2塑旦!QQ2QQ2混合动力汽车用双凸极式永磁双转子电机的研究Researchonadoubly-salientpermanent-magnetdouble-rotormotorappliedforhybridelectricvehicles指导教师全力麴撞作者姓名陈云云申请学位级别蝗±专业名称电左电王皇电力笾动论文提交日期2Q!垒生鱼县论文答辩日期2Q!垒生12旦学位授予单位和日期江菱太堂2Q!垒生12旦答辩委员会主席评阅人万方数据独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师

2、的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：俏、易五妒t中年I调7泊万方数据学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文

3、的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：他一_F指导教师签名：Ⅵ￡吒年～、，月‘日妒【吒年∥月-,,On万方数据江苏大学博士学位论文摘要随着混合动力汽车(Hyb打dElectricVehicle，HEV)的发展，混合动力耦合系统得到了广泛关注，逐渐成为混合动力汽车领域的研究热点之一。在该

4、系统中，按照完成混合动力系统中两种动力源的合成与分配的核心部件的类型分类，混合动力耦合系统主要有采用行星齿轮的机械式混合动力耦合系统和采用双转子电机的电磁式混合动力耦合系统两大类。前者是目前混合动力耦合系统的主流方案，技术较为成熟且已经成功应用于实际车型；后者则是利用双转子电机采用电磁耦合的方式实现转矩的传递和能量的合成，从而省去行星齿轮等机械部件，为混合动力的能量合成与分配提供了新的解决方案，该系统由于还具有结构紧凑、控制灵活、维护方便等优势，是目前混合动力汽车领域的又一发展方向之一。本文针对电磁式混合动力耦合系统，提出了一种新型双转子电机，即双凸极式永

5、磁双转子电机(Double．SalientPermanent—MagnetDouble—RotorMotor,DSPM—DRM)，进行了深入系统的理论分析和实验研究，论文主要研究成果包括以下几个方面：一、针对HEV应用特点，将“双转子电机理论”融入定子永磁型电机，提出了一种具有创新型结构的双凸极式永磁双转子电机。该电机具有两个转子和两层气隙且永磁体内置于定子和内转子的特殊结构，通过有限元法精确计算了电感参数、空载反电势、气隙磁密等电机的关键磁性能参数，评估了内、外磁场的耦合程度，为建立DSPM．DRM的数学模型，实现DSPM—DRM的精确控制奠定了理论基础

6、。二、建立了该类DSPM．DRM的电磁分析、优化设计的一般方法。在深入分析双转子电机运行机理的基础上，借鉴定子永磁型电机的设计理论，提出了DSPM．DRM的电机的功率方程、尺寸方程。为有效提高该类电机的电磁性能，研究中以“减小输出转矩脉动”和“提高转矩密度”为优化目标，通过建立DSPM．DRM的参数化优化设计模型，采用遗传控制算法(GeneticAlgorithm，GA)实现了电机的多目标优化设计。在此基础上，设计、加工制造了一台混合度大于50％的小功率实验原理样机。三、基于MATLAB建立了DSPM—DRM系统的仿真模型，提出了双转子电机运行的基本控制策

7、略。针对DSPM．DRM在混合动力汽车中的应用特点，仿真分析了在HEV的不同典型工况下DSPM—DRM的多种工作运行模式：起动运行、纯电动驱动、混合驱动等，从理论上分析和验证了该类双转子电机的混合动力合成的基本原理，为后续实验分析奠定了理论基础。四、基于ADVISOR仿真平台，通过深度二次开发构建了基于DSPM—DRM的HEV整车仿真系统模型。选择在相同的典型循环测试工况下，从动力性能和燃油经万方数据混合动力汽车用双凸极式永磁双转子电机的研究济性等方面，详细分析了该类双转子电机的性能，并与目前主流的混合动力汽车动力合成性能进行了对比分析和研究，研究结果进一

8、步验证了采用DSPM—DRM的电磁式混合动力耦合系统的可行性。五、