新能源汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)設(shè)計與研究范文

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摘要:為了有效提升新能源汽車電機系統(tǒng)運作效率，大幅降低汽車行業(yè)的能源消耗，當前急需對新能源汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。本文在分析當前我國新能源汽車的基本驅(qū)動電機系統(tǒng)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，從設(shè)計標準、評價體系等方面出發(fā)，進一步對其進行優(yōu)化設(shè)計與研究，以改善新能源汽車的電機結(jié)構(gòu)，提升系統(tǒng)的輸出效率。

關(guān)鍵詞:新能源汽車;驅(qū)動電機;系統(tǒng)設(shè)計;研究

驅(qū)動電機系統(tǒng)具有驅(qū)動性特征，可決定汽車的行駛軌跡、方向等，是新能源汽車的核心部件之一。近幾年，新能源汽車快速生產(chǎn)，規(guī)模不斷擴大，其對更為高效的驅(qū)動電機系統(tǒng)要求日漸凸顯，高效、高可靠性、小型輕量、轉(zhuǎn)矩特性強、使用壽命長、低價和噪聲等，成為新能源汽車驅(qū)動電機發(fā)展的主要趨勢。因此，低碳經(jīng)濟背景下，關(guān)于新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的設(shè)計與研究，變得極為重要。

一、新能源汽車及驅(qū)動電機的發(fā)展現(xiàn)狀

經(jīng)過數(shù)十年的積累，以及國家政策的扶持與引導(dǎo)，現(xiàn)階段，我國新能源汽車進入了發(fā)展快車道，行業(yè)規(guī)模不斷擴大。據(jù)電動汽車資源網(wǎng)報道顯示，2016年，我國新能源汽車的產(chǎn)銷已成為全球第一，其中自主品牌汽車超過90%。截至2017年末，我國我國新能源汽車累計銷量已達180萬輛，在全球的占比超過了50%。其中，全國充電樁達45萬個，公共充電樁21萬個，較上年增長51%，樁比約為3．8:1;動力電池裝機總電量為36.24GWh，同比2016年增長了29%以上，主要公司包括寧德時代、沃特瑪、比亞迪、智航和孚能等。且我國新能源汽車的市場份額、銷量與增速，均位列全球第一。為此，新能源汽車對驅(qū)動電機的要求不斷增加，主要體現(xiàn)為以下幾點。第一，體積小、重量輕;第二，價格相對較低;第三，保持運行范圍內(nèi)的高速運轉(zhuǎn);第四，在任何情況下均具有較高的安全性與可靠性;第五，款范圍內(nèi)功率恒定不變，低速大轉(zhuǎn)矩;且即使缺乏變速器，電機本身也會滿足所需扭矩特性。綜合上述五點要求可知，當前，國內(nèi)對新能源汽車驅(qū)動點擊提出了新的、更高的需求。包括優(yōu)化設(shè)計電機電磁性能;合理選擇熱管理、冷卻方式;應(yīng)用相適應(yīng)的材料;深入研究車新能源汽車用車工況的電機工藝。然而目前，我國雖已成為電機制造與應(yīng)用大國，但新能源汽車驅(qū)動電機的起步較晚，發(fā)展也較為緩慢，產(chǎn)品質(zhì)量和安全問題頻發(fā)。再加上我國相關(guān)研究深入較為不足，致使我國新能源汽車驅(qū)動電機與國外相比，仍有較大差距。主要表現(xiàn)在DC轉(zhuǎn)換器和電機控制器質(zhì)量與體積較大;車用環(huán)境適應(yīng)性較差等。因此，當前急需設(shè)計和研究一套全新的驅(qū)動電機系統(tǒng)，并形成一個完善的標準體系支撐。

二、新能源汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)設(shè)計

(一)新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的標準設(shè)計

我國相關(guān)部門與新能源汽車企業(yè)應(yīng)相互合作，共同設(shè)計、制定新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的標準，用以規(guī)范和解決新能源汽車驅(qū)動電機的開發(fā)關(guān)鍵點和技術(shù)問題。具體而言，新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的標準設(shè)計，應(yīng)保持傳統(tǒng)標準制定方案，從基礎(chǔ)類、產(chǎn)品類和通用要求類三方面出發(fā)，進行標準框架的整體設(shè)計。在此過程中，相關(guān)部門應(yīng)注意著重設(shè)計驅(qū)動電機系統(tǒng)的基礎(chǔ)標準，包括接口與互換性、可靠性試驗方法、系統(tǒng)噪聲與電磁兼容等。除此以外，相關(guān)部門還應(yīng)根據(jù)驅(qū)動電機的外特性、升溫、高壓安全和環(huán)境適應(yīng)性等共性，制定新能源汽車行業(yè)可采用的通用標準，用以支持行業(yè)整體發(fā)展。

(二)新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的評價體系設(shè)計

新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)不能忘記評價體系的設(shè)計，因此新能源汽車廠商或行業(yè)協(xié)會等組織應(yīng)建立多指標考量體系，全面評價驅(qū)動電機系統(tǒng)性能。具體而言，行業(yè)協(xié)會應(yīng)從驅(qū)動電機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間、控制精度、控制其溫度、系統(tǒng)可靠性與耐久性等方面出發(fā)，建立驅(qū)動電機系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能評價指標。并與新能源汽車企業(yè)應(yīng)建立進一步的能源消耗、環(huán)境影響評價指標，以及節(jié)能減排綜合評價指標，包括碳排放量等。通過建立新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的基礎(chǔ)性能評價指標，以及生態(tài)環(huán)境評價指標，形成驅(qū)動系統(tǒng)的全方位評價體系，精準評估新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)綜合性能。

(三)新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的外部匹配設(shè)計

在新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的設(shè)計過程中，還應(yīng)注重驅(qū)動電機系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的匹配性問題。第一，新能源汽車廠商應(yīng)注意匹配與電機參數(shù)相適應(yīng)的選型。在選型過程中，一定要注意新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的功能與參數(shù)是否匹配、對應(yīng)。第二，新能源汽車廠商應(yīng)注意匹配與冷卻系統(tǒng)相適應(yīng)的電機。應(yīng)充分考慮與汽車冷卻系統(tǒng)的適應(yīng)性，以免汽車在運行途中因溫度過高而發(fā)生時度或帶來損失。第三，新能源汽車廠商應(yīng)注意匹配與控制器相適應(yīng)的電機。新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)還應(yīng)考慮到與控制器相的適應(yīng)性，以此實現(xiàn)靈活操控，降低安全事故發(fā)生幾率。

(四)新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的新功能設(shè)計

新能源汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)應(yīng)不斷創(chuàng)新功能，設(shè)計更為多樣、豐富的新結(jié)構(gòu)和新概念系統(tǒng)。例如，可參照新型永磁無刷電機的設(shè)計，學(xué)習(xí)該電機的雙定子型、混合勵磁型、記憶型、輪轂型和磁性齒輪復(fù)合型等電機。借助各類型電機的優(yōu)勢，包括電勵磁電機氣隙磁場的平滑可調(diào)、高空間利用率、驅(qū)動靈活和高結(jié)構(gòu)材料利用率等，創(chuàng)新電機系統(tǒng)新功能。可將鐵心材料由傳統(tǒng)硅鋼片轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷Ш辖穑纬筛咝А⒐?jié)能、低碳的新型電機系統(tǒng)，以此提高新能源汽車的能源與資源利用效率。

參考文獻:

［1］李添鑫，崔朋濤，張亞光．新能源汽車的驅(qū)動電機系統(tǒng)研究［J］．工程技術(shù):全文版，2016(8)．

［2］韓新江．新能源汽車永磁同步電機及控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)用研究［J］．時代汽車，2017(14)．

［3］陳曉麗，陳文強，曲毅．純電動汽車驅(qū)動電機的設(shè)計［J］．汽車與配件，2011(35)

作者：董靜1，3;潘江如2;茍春梅3 單位：1．新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2．新疆工程學(xué)院機電工程學(xué)院，3．新疆交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院