發(fā)布時間：2017-10-30 16:23

  本文關(guān)鍵詞：新型電動輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能分析

  更多相關(guān)文章： 輪轂電機(jī) 集成設(shè)計 電磁制動 整車仿真 試驗研究

【摘要】：目前,集中電機(jī)驅(qū)動是目前電動汽車主要的驅(qū)動形式,然而集中電機(jī)驅(qū)動汽車一般需要機(jī)械傳動系統(tǒng),不僅使得底盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜、車內(nèi)空間狹小,而且在傳動過程中還會造成能量損失;同時集中電機(jī)驅(qū)動會產(chǎn)生較大的噪聲,影響汽車的駕駛舒適性。針對上述集中電機(jī)驅(qū)動所帶來的問題,國內(nèi)外學(xué)者利用輪轂電機(jī)驅(qū)動來改善。由于出于對輪轂尺寸限制的考慮,國內(nèi)外大都停留在僅僅只安裝摩擦制動器,但是摩擦制動器存在著“熱衰退”、噪聲大、粉塵多等弊端。再者,由于電動輪驅(qū)動系統(tǒng)的電制動容量較小,無法滿足整車對制動性能的要求;電機(jī)的再生制動受到摩擦制動器、電機(jī)特性等諸多條件的限制,造成實際制動力矩產(chǎn)生波動,制動力利用率較低;電機(jī)進(jìn)行再生制動時可能引發(fā)電機(jī)的過熱而燒壞電機(jī)。電磁制動器制動平穩(wěn)、響應(yīng)快,制動力利用率高等優(yōu)點,近年來國內(nèi)外專家學(xué)者一直致力于對電磁制動器的研究,并提出把摩擦制動器與電磁制動器集成在一起作為新型制動器。本文首先查詢國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn),了解電動輪相關(guān)結(jié)構(gòu)和國內(nèi)外研究進(jìn)展。然后基于本人三年來從事電動輪及摩擦-電磁復(fù)合制動系統(tǒng)的研究工作,認(rèn)為將電磁制動器集成于電動輪中可以較好地解決當(dāng)前電動輪采用單一的摩擦制動器制動時造成制動器熱衰退及制動反應(yīng)慢等問題,于是提出了一種新型電動輪摩擦-電磁復(fù)合制動結(jié)構(gòu)方案,并且對該新型電動輪結(jié)構(gòu)方案中各個零部件的連接方式、工作原理、尺寸進(jìn)行了詳細(xì)介紹。然后對新型電動輪結(jié)構(gòu)方案中的輪轂電機(jī)和電磁制動器分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計與參數(shù)計算。采用Ansoft/RMxprt軟件,對該輪轂電機(jī)進(jìn)行了性能仿真;采用Ansoft/Maxwell 2D軟件,對輪轂電機(jī)的二維瞬態(tài)磁場進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明,該電機(jī)性能滿足設(shè)計要求。通過綜合考慮電磁制動器在電動輪中與摩擦制動器、輪轂電機(jī)的連接方式以及自身的結(jié)構(gòu)特點,對電磁制動器的鐵芯結(jié)構(gòu)參數(shù)、線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)等分別進(jìn)行了設(shè)計計算。其次,通過對整車受力情況的分析,在Matlab/Simulink中建立了七自由度車輛整車系統(tǒng)動力學(xué)模型。在該模型的基礎(chǔ)上,分別對純摩擦制動、純電磁制動以及摩擦-電磁復(fù)合制動工況進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明:采用摩擦-電磁復(fù)合制動能夠增大制動力矩、明顯改善制動反應(yīng)時間,提高了車輛制動安全性。最后,把所設(shè)計的輪轂電機(jī)、電磁制動器及其它連接部件委托企業(yè)加工,制作出新型電動輪樣品實物,在輪轂電機(jī)動力性試驗臺架和基于電動輪的摩擦-電磁復(fù)合制動試驗臺架上進(jìn)行試驗。在輪轂電機(jī)動力性試驗臺架上對輪轂電機(jī)的輸出功率特性、力矩特性進(jìn)行了研究;在基于電動輪摩擦-電磁復(fù)合制動試驗臺架上對電動輪的電磁制動的制動性能、摩擦制動的制動性能和摩擦-電磁復(fù)合制動的制動性能分別進(jìn)行了研究。試驗表明:所設(shè)計的輪轂電機(jī)樣品滿足目標(biāo)設(shè)計的動力性要求,同時也滿足與輪轂、摩擦制動器、電磁制動器安裝結(jié)構(gòu)的要求;電動輪采用摩擦-電磁復(fù)合制動器聯(lián)合作用時,能夠改善制動反應(yīng)時間、增大制動力矩,有效的提高了汽車的行駛安全性。
【關(guān)鍵詞】：輪轂電機(jī) 集成設(shè)計 電磁制動 整車仿真 試驗研究
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題背景及意義11-12
• 1.2 輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的研究進(jìn)展12-18
• 1.2.1 輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.2 輪轂電機(jī)在汽車上的應(yīng)用現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(shù)的關(guān)鍵問題17-18
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第二章 新型電動輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計20-42
• 2.1 新型電動輪結(jié)構(gòu)方案的確定20-25
• 2.1.1 單一摩擦制動器的電動輪結(jié)構(gòu)方案20-22
• 2.1.2 電動輪摩擦-電磁復(fù)合制動結(jié)構(gòu)方案22-24
• 2.1.3 新型電動輪結(jié)構(gòu)方案的確定24-25
• 2.2 輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計25-37
• 2.2.1 輪轂電機(jī)的動力性計算25-29
• 2.2.2 輪轂電機(jī)的繞組設(shè)計29
• 2.2.3 輪轂電機(jī)的槽極數(shù)配合29-30
• 2.2.4 輪轂電機(jī)的槽型和硅鋼片的選擇30-31
• 2.2.5 永磁無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型31-34
• 2.2.6 輪轂電機(jī)定子軸強(qiáng)度校核34-37
• 2.3 電磁制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計37-41
• 2.3.1 最大制動力矩的確定37
• 2.3.2 氣隙大小的確定37-38
• 2.3.3 軟磁體工作點的選取38
• 2.3.4 鐵芯與勵磁線圈繞組參數(shù)的確定38-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第三章 基于Ansoft軟件的輪轂電機(jī)性能仿真42-50
• 3.1 基于Ansoft/RMxprt電機(jī)性能的仿真42-45
• 3.2 基于Maxwell/2D軟件的輪轂電機(jī)瞬態(tài)磁場分析45-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第四章 電動輪電動汽車摩擦-電磁復(fù)合制動系統(tǒng)的理論模型50-63
• 4.1 電動輪電動汽車摩擦-電磁復(fù)合制動理論模型50-58
• 4.1.1 車輛動力學(xué)模型50-54
• 4.1.2 輪胎模型54-55
• 4.1.3 制動器模型55-56
• 4.1.4 電機(jī)模型56-58
• 4.2 整車動力學(xué)模型的仿真驗證58-62
• 4.2.1 純摩擦制動時整車制動性能仿真59-60
• 4.2.2 純電磁制動時整車制動性能仿真60-61
• 4.2.3 摩擦-電磁復(fù)合制動時整車制動性能仿真61-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第五章 新型電動輪臺架試驗研究63-75
• 5.1 輪轂電機(jī)動力性試驗研究63-68
• 5.1.1 輪轂電機(jī)動力性試驗臺架的結(jié)構(gòu)與原理63-64
• 5.1.2 輪轂電機(jī)動力性臺架試驗研究64-68
• 5.2 電動輪摩擦-電磁復(fù)合制動試驗研究68-73
• 5.2.1 電動輪摩擦-電磁復(fù)合制動試驗臺架的結(jié)構(gòu)與工作原理68-71
• 5.2.2 電動輪摩擦-電磁復(fù)合制動力矩特性試驗71-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 論文總結(jié)75-76
• 6.2 論文創(chuàng)新點76
• 6.3 工作展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-82
• 在研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與專利82

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本文編號：1118417