混合動力耦合系統(tǒng)用永磁式行星齒輪電機的優(yōu)化設計與運行工況研究.pdf

1、近年來，能源危機、環(huán)境問題一直是社會的焦點問題。而近兩年來的我國的霧霾問題使得人們對于環(huán)境保護問題更為的關注。汽車尾氣的排放就是造成霧霾的元兇之一。而新能源汽車作為一種采用多種能量源的汽車，由于其較高的能量利用率，是現今研究的熱點。新能源汽車包括純電動汽車、燃料電池汽車和混合動力汽車。由于純電動汽車和燃料電池汽車的行駛里程較短，因此混合動力汽車目前已成為新能源汽車發(fā)展的主攻方向之一。
　　混合動力汽車，作為新能源汽車之一，目前的研

2、究的技術難點集中在電控系統(tǒng)、電池技術和動力總成系統(tǒng)這三個方面。本文就其中的電控技術這一個方面來進行研究。傳統(tǒng)的混合動力系統(tǒng)大多通過機械式的行星齒輪來實現混合動力的功率合成。本文結合磁齒輪無摩擦、無維護等特點，將永磁式行星齒輪與永磁電機相結合，成為一種永磁式行星齒輪電機(簡稱MPG-PMSM)，進而對基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)進行了研究。
　　本文首先對基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)進行了分析，闡述了基于MPG-PMSM

3、的混合動力系統(tǒng)的運行原理。通過將傳統(tǒng)的永磁同步電機與新型的永磁式行星齒輪相結合，分析總結出了MPG-PMSM的數學模型。
　　接著，在二維有限元的環(huán)境下建立了MPG-PMSM的有限元仿真模型，并對MPG-PMSM的具體參數進行了優(yōu)化，最終找到了一組參數，使得MPG-PMSM的電機性能較為優(yōu)。對優(yōu)化前后的MPG-PMSM的性能進行了分析和對比，并在Simplorer環(huán)境下建立MPG-PMSM的聯合仿真模型，對MPG-PMSM的有限元

4、模型進行了聯合仿真。對MPG-PMSM的動態(tài)性能進行仿真。
　　然后，根據MPG-PMSM的數學模型和有限元的仿真數據，在MATLAB環(huán)境下建立了基于有限元數據和實物樣機數據的MPG-PMSM的伺服控制系統(tǒng)模型，在建立了伺服系統(tǒng)模型的基礎上又進一步建立了基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)的仿真模型。并根據采用基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)的混合動力汽車的實際的運行工況對基于MPG-PMSM的混合動力系統(tǒng)進行了工況仿真。