电动汽车是当今新能源汽车行业的重要代表,而直驱轮毂电机作为其关键动力系统,正在逐渐成为研究的热点。本文主要探讨了一种创新的容错直驱轮毂电机设计,旨在提高电动汽车在不同工况下的运行效率和可靠性。
文章作者邢晓春、史涔激来自浙江大学,他们设计了一种基于子电机的新型混合结构异型直驱轮毂电机。这种电机的定子被设计为两种不同的结构尺寸,每种尺寸对应特定的电磁参数,并且它们共享同一个转子。在气隙圆周上,这形成了四个独立的子电机,使得控制系统能够对每个子电机进行单独控制。这种设计思路显著提高了电机的容错能力,当某个子电机出现故障时,其他子电机仍能正常工作,确保车辆的行驶安全。
论文首先针对电动汽车常见的两种工作状态——低速启动和高速恒速行驶,设计了两种额定值不同的电机。一种电机适合低速启动时的大扭矩需求,另一种则适用于高速行驶时的高效运行。通过采用零电流控制(i=0)和弱磁控制策略,结合二维有限元仿真,分析了这两种电机在各自工况下的稳态运行性能。通过绘制扭矩-转速曲线和效率图,可以直观地看出两种电机的性能特点。
接下来,将这两种电机组合成四个子电机,对参数进行了优化调整,以实现更高效的组合效果。仿真结果显示,经过优化后的异型混合电机不仅在低速和高速区间都有较高的运行效率,而且具备良好的容错性能。这意味着即使在单个子电机发生故障的情况下,整体电机系统仍能保持较高的工作效率,降低了因电机故障导致的车辆停驶风险。
关键词包括电动汽车、直驱轮毂电机、容错电机、电机设计以及有限元分析。这些关键词揭示了本文的核心研究内容和技术手段。论文的分类号TM351和TM341分别对应于电机学和电动车辆技术领域,文献标志码A表明这是一篇原创性的学术研究文章。
这篇研究展示了在电动汽车领域,通过创新的电机设计和控制策略,如何实现更高效、更可靠的直驱轮毂电机,对于提升新能源汽车的性能和安全性具有重要意义。