高速電動(dòng)輪多物理場分析與綜合性能優(yōu)化.pdf

1、從簡化傳動(dòng)系統(tǒng)、減小整車質(zhì)量、提高傳遞效率等方面來看,采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速電動(dòng)輪汽車比其他形式的電動(dòng)汽車更具有優(yōu)越性。本文以高速電動(dòng)輪為研究對(duì)象,采用電磁場有限元分析軟件Ansoft Maxwell和多物理場有限元分析軟件Ansys Workbench對(duì)高速電動(dòng)輪進(jìn)行了有限元分析與優(yōu)化。
　　本文首先對(duì)電機(jī)磁路的合理性和電機(jī)性能指標(biāo)進(jìn)行了分析。對(duì)高速電動(dòng)輪用永磁同步電機(jī)進(jìn)行了電磁場分析,分析了電機(jī)在靜磁場、空載磁場、額定負(fù)載磁場

2、下的特性,分析結(jié)果可知文中電機(jī)磁路設(shè)計(jì)較為合理,性能指標(biāo)滿足電動(dòng)輪汽車的動(dòng)力性能要求。同時(shí)計(jì)算了電機(jī)額定工作點(diǎn)的損耗作為后續(xù)溫度場分析中的熱源。
　　其次,對(duì)高速電動(dòng)輪用永磁同步電機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了流場分析,驗(yàn)證了冷卻系統(tǒng)的流動(dòng)性能。然后對(duì)文中永磁同步電機(jī)樣機(jī)進(jìn)行了溫度場分析,得到了電機(jī)穩(wěn)態(tài)溫度場分布,得到電機(jī)溫度最高點(diǎn),分析了溫差分布的原因,驗(yàn)證了冷卻水道的效果以及對(duì)電機(jī)部件的影響。之后對(duì)電機(jī)進(jìn)行了瞬態(tài)溫度場分析,驗(yàn)證了電機(jī)具有一

3、定的短時(shí)過載能力。
　　再次,對(duì)高速電動(dòng)輪輪軸進(jìn)行了結(jié)構(gòu)位移場有限元分析,通過靜力分析、模態(tài)分析和疲勞壽命預(yù)測分析,驗(yàn)證了輪軸在強(qiáng)度、抗沖擊性、疲勞強(qiáng)度以及可靠性方面滿足要求。
　　最后,為減小電動(dòng)輪系統(tǒng)增加了非簧載質(zhì)量而對(duì)車輛平順性造成的不利影響,結(jié)合優(yōu)化設(shè)計(jì)理論對(duì)電機(jī)電磁方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化后電機(jī)有效材料質(zhì)量減少了3.62kg,減重幅度為19.2％。同時(shí),以電動(dòng)輪中的傳力機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)接盤為例對(duì)電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化