【正文】 對(duì)電機(jī)作進(jìn)一步優(yōu)化，提高材料的利用率。 圖 419 電樞槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化 31 圖 420 優(yōu)化前后磁力線的分布 由上圖可以明顯看出，電樞槽優(yōu)化后漏磁現(xiàn)象明顯減弱，并且磁力線分布的更加均勻合理，有利于電機(jī)綜合性能的提高。 鑒于本文主要是電機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)超級(jí)電容和蓄電池的具體參數(shù)不做具體介紹。該回收制動(dòng)能量的發(fā)電裝置，是把制動(dòng)時(shí)汽車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在儲(chǔ)能裝置中，在需要時(shí)，對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行供電。電容儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)是比功率比較大，能夠在短時(shí)間內(nèi)收集大電流電能，其缺點(diǎn)是容量有限，能儲(chǔ)存的電能較少 ；蓄電池恰好相反，其優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)存電能的容量較大，但是所需充電比較長(zhǎng)，不適合于快速回收制動(dòng)能量。所以，需要通過(guò)對(duì)電樞槽的優(yōu)化改善磁力線的分布。 圖 415 磁 失 位圖 （ 3）磁通密度模值和磁通密度 矢量圖 的顯示與分析 選擇菜單路徑： General Postproc → Plot Results → Contour P lot → Nodal Solu， 出現(xiàn) Contour Nodal Solution Data 對(duì)話框后，選擇 Magic Flux Density→ Magic Flux Density Vector Sum， 繪制出磁通密度模擬圖，如圖 416所示。 本文采用 后處理模塊 中的 通用后處理器 POST1， 將計(jì)算結(jié)果 以簡(jiǎn)單 圖形方式顯示出來(lái) 。故定義轉(zhuǎn)子外圓弧，定子內(nèi)圓弧為邊界條件，兩弧之間為求解區(qū)域。選擇要賦予 材料類型和局部坐標(biāo)系的面域，點(diǎn)擊 OK，出現(xiàn)如圖 411 所示的對(duì)話框，并賦予相應(yīng)的材料屬性和局部坐標(biāo)系。 46 定義永磁體的材料屬性 47 定義所有的材料屬性 磁極的磁化方向 的 定義 在定義磁化方向時(shí)，選擇平行磁化。選擇菜單路徑： Preprocessor→ numbering ctrls → merge item， 出現(xiàn)如圖 45 所 示的對(duì)話框選擇 all→ ok， 壓縮同一位置多個(gè)點(diǎn)。 23 第四章 輪轂電機(jī)二維靜態(tài)磁場(chǎng)仿真分析 ANSYS 軟件在電機(jī)磁場(chǎng)分析中有廣泛地應(yīng)用， 具 有強(qiáng)大的前后處理功能。 38 后端蓋三維圖 39 前端蓋三維圖 該電機(jī)定子的電樞槽采用梨形槽的形式，具體尺寸已在上文中計(jì)算完成。 ? 式中 ： IN—— 額定相電流， IN=； Nt—— 導(dǎo)線并聯(lián)導(dǎo)體數(shù)，本設(shè)計(jì) Nt=1； J—— 電流密度，本設(shè)計(jì)取 J=8A/mm2； 因此導(dǎo)線的截面積為： 239。 ③ 定子槽口寬 b02 在保證嵌線和機(jī)械加工方便的條件下， 應(yīng)選用較小的值 ，本設(shè)計(jì) b02=2mm。取 16 永磁體的軸向長(zhǎng)度等于定子鐵心的軸向長(zhǎng)度（ Lef=50mm）?；魻栁恢脗鞲衅鞯墓ぷ髟砗臀恢玫拇_定方法，本文不做具體介紹。該電機(jī)作為輪轂電機(jī)使用時(shí)技術(shù)還不成熟。 爪極式轉(zhuǎn)子是由一個(gè)柱狀環(huán)形磁鋼和兩個(gè)各帶極對(duì)數(shù)個(gè)爪的法蘭盤組成，如圖 31 所示。 表 31 三相無(wú)刷直流電機(jī)分 數(shù)槽集中繞組組合計(jì)算表 NP 03691215182124273033363942454851545760636612345678910111213141516171819202122233/13/2 3/13/13/2 9/4 3/19/5 12/5 3/13/2 3/112/7 15/7 18/7 3/13/2 15/8 9/4 21/8 3/13/13/2 9/5 21/10 12/5 27/10 3/118/11 21/11 24/11 27/11 30/11 3/13/2 9/4 3/121/13 24/13 27/13 30/13 33/13 36/13 3/13/2 12/7 27/14 15/7 33/14 18/7 39/14 3/19/5 12/5 3/13/2 27/16 15/8 33/16 9/4 39/16 21/8 45/16 3/127/17 30/17 33/17 36/17 39/17 42/17 45/17 48/17 3/13/2 3/130/19 33/20 36/19 39/19 42/19 45/19 48/19 51/19 54/19 3/13/2 33/20 9/5 39/20 21/10 9/4 12/5 51/20 27/10 57/20 3/112/7 15/7 18/7 57/21 3/13/2 18/11 39/22 21/11 45/22 24/11 51/22 27/11 57/22 30/11 63/22 3/136/23 39/23 42/23 45/23 48/23 51/23 54/23 57/23 60/23 63/23 66/23 13 從表 31 可以看出，極對(duì)數(shù)為 1 1 1 1 23 時(shí)，各種槽數(shù)與極對(duì)數(shù)間沒(méi)有公約數(shù)，為分?jǐn)?shù)槽單元機(jī)組合，這時(shí)電機(jī)機(jī)數(shù)與槽數(shù)成績(jī)?cè)酱螅X槽 轉(zhuǎn)矩 越小。 最后三相繞組連接在一起組成 Y 形連接 ，圖 34 為三相繞組展開(kāi)圖，圖中數(shù) 12 字為定子齒號(hào)。又考慮到電機(jī)雜散損耗，采用繞組采用星型接法。 ，克服輪轂空間限制。電機(jī)轉(zhuǎn)子與車輪輪轂 固定在一起，動(dòng)力直接傳動(dòng)，減少了機(jī)械損耗，提高了傳動(dòng)效率。 稀土釹 鐵硼 具有優(yōu)越的磁性能，其 磁性能高于稀土鈷永磁材料，常溫下剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá) ，感應(yīng)矯頑力可達(dá) 990KA/m，最大磁能積高達(dá) 390 kJ/m3 ， 可以說(shuō) 是目前綜合性能最高的永磁材料。隨著技術(shù)的發(fā)展，鋁鎳鈷永磁材料又被其他材料取代的趨勢(shì)。 電動(dòng)汽車用輪轂電機(jī)系統(tǒng)永磁材料 電動(dòng)車用永磁電機(jī) 由于受汽車空間的限制，與其他機(jī)械用電機(jī)相比，對(duì)體積的要求比較嚴(yán)格。永磁無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子由永磁體勵(lì)磁，無(wú)電能損耗，效率高，功率 密度高 [11]。 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) 從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，研究者開(kāi)始研究用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)（ SRM）。另外，電機(jī)上的電刷、換向器等運(yùn)動(dòng)接觸零件使在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)電刷與換向器之間容易產(chǎn)生火花，在一定情況下還可能 產(chǎn)生“ 環(huán)火 ”，限制了電機(jī)轉(zhuǎn)速的提高。 ，滿足汽車平順性要求。 （ 3）將定子轉(zhuǎn)子的二維組合圖導(dǎo)入 ANSYS 進(jìn)行 磁場(chǎng)分析，并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)磁路進(jìn)行優(yōu)化，以提高電機(jī)的性能。另外，該電機(jī)集成程度高，溫升較高，不便于維護(hù)。此電機(jī)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)子、輪輞以及制動(dòng)器的高度集成，質(zhì)量輕，能降低汽車非彈簧質(zhì)量，提高汽車的操控性能。 采用輪轂電機(jī)技術(shù)的 福特 F150 將此前的所有傳動(dòng)部件通通舍棄不用，讓車輛的傳動(dòng)部件更為簡(jiǎn)單，質(zhì)量減輕，圖 12 為汽車實(shí)物圖。在 20xx上海車展上，奇瑞公司推出了采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的增程式電動(dòng)汽車瑞麒 X1。輪轂驅(qū)動(dòng)技術(shù)是未來(lái)電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車，驅(qū)動(dòng)方式的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車，輪轂電機(jī)，回收制動(dòng)能量，仿真計(jì)算 ABSTRACT Thought the research of the braking energy recovery device at home and abroad, bined with the future direction of the development of electric vehicle driving technology, this paper will develop a wheel type generator to recover brake energy. Firstly, the permanent brushless DC motor was chose . Compared with other motor, the permanent mag brushless DC motor has high power density, high efficiency, small volume, simple structure, large output torque, good controllability, high reliability, low noise and a series of advantages, so in the field of electric vehicles it is used widely. In this paper, the permanent mag brushless DC motor structure will be design and optimized. Then, design the structural of generator and according to the structure parameters to draw CAD drawings, and use UG software to create threedimensional modeling. Design the structure of stator, rotor end cap and determine the main parameters. Finally, import the CAD drawing plane domain into ANSYS and use ANSYS to simulation the model of motor interior permanent mag magic field. Through the analysis of the simulation results, test if the rotor motor magic circuit is reasonable, and conduct the optimization design in order to improve motor performance. Keywords: electric vehicle, wheelhub motor, recovery of braking energy， fractional slot, TMS320LF2407A, Simulation Calculation 目錄 摘要 .................................................................. Ⅰ ABSTRACT .............................................................. Ⅱ 第一章 緒論 ............................................................ 1 課題來(lái)源及研究意義 ............................................. 1 輪轂電機(jī)的研究現(xiàn)狀 ............................................. 1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀概述 ........................................... 1 國(guó)外研究現(xiàn)狀概述 ........................................... 2 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ............................................. 5 第二章 電動(dòng)汽車用輪轂電機(jī) ............................................ 6 常用電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)類型 ...................................... 6 直流電機(jī) ..................................................... 6 感應(yīng)電機(jī) ..................................................... 7 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī) ................................................ 7 永磁無(wú)刷直流電機(jī) ............................................ 7 電動(dòng)汽車用輪轂電機(jī)系統(tǒng)永磁材料 ................................. 8 本文所設(shè)計(jì)電機(jī)的主要特點(diǎn) ....................................... 9 本文電機(jī)設(shè)計(jì)的原則 ............................................. 10 本章小結(jié) ......................