【正文】 謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1].汽車工程手冊編委會 .汽車工程手冊一基礎(chǔ)篇 .北京 :人民交通 出版社 .2020 [2].汽車工程手冊編委會 .汽車工程手冊一設(shè)計篇 .北京 :人民交通出版社 .2020 [3].劉惟信 .汽車設(shè)計 .北京 :清華大學(xué)出版社 .2020 [5].王秀和等編著 .永磁電機(jī) .中國電力出版社， 2020 [6].龍駒 .永磁無刷直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 .西南交通大學(xué)出版社， 2020 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 [7].夏小華，吳小清 .混合動力汽車電動機(jī)的選擇與仿真比較 .汽車技術(shù)， 2020， [8].周淵深編 .交直流調(diào)速系統(tǒng)與 MATLAB仿真 .中國電力出版社， 2020， [9].俞鑫昌編著，電機(jī)，電器優(yōu)化設(shè)計，機(jī)械工業(yè) 出版社， 1988. [10].陶桂林 .大功率永磁直流無刷電機(jī)及其系統(tǒng)研究，華中科技大學(xué)博士學(xué)位論文， 2020. 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汽油發(fā)動機(jī)， 5 速手動變速器， 2 KW 起動發(fā)電機(jī)和 12V 的鉛酸蓄電池組成。 HyTrans 是以福特 Transit T280柴油車為基本車型，裝配有由法雷奧提供 4 KW 42V 皮帶驅(qū)動的起動發(fā)電機(jī)，即BISG 系統(tǒng)（法雷奧公司稱之為 STARS 系統(tǒng)，即 beltdriven binedstarter/alternator），通過蓋茨公司的前端輔助驅(qū)動 FEAD(Front End AncillaryDrive)系統(tǒng)語言與發(fā)動機(jī)連接。而且， BISG 系統(tǒng)對原有發(fā)動機(jī)的動力總成的改裝相對比較容易，對于汽車廠商來說更加適合推向市場，適合大規(guī)模的生產(chǎn)。由于電動機(jī)及發(fā)電機(jī)的功率較小，對燃油經(jīng)濟(jì)性的改善能力有限，只適合在城市工況下使用。 但是， BISG 采用皮帶驅(qū)動，需要增加一定的附件，如張緊裝置。 （ 4）． BISG 系統(tǒng)一般采用皮帶驅(qū)動作為中間撓性件來傳遞動力，皮帶驅(qū)動平穩(wěn)、無噪聲，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便維修，相對造價較低，能大大降低整個動力總成結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與成本。 （ 3）． BISG 技術(shù)兼有混合動力系統(tǒng)的很多優(yōu)點，可以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)起 /停控制、電動助力、制動能量回收等功能，既可改善整車的燃油效率和排放性能，又可提 高整車的動力性。 BISG 技術(shù)的特點： BISG 混合動力汽車屬于 輕度混合動力汽車，在提高汽車性能，降低油耗等方面具有如下優(yōu)點： （ 1）． BISG 系統(tǒng)支持 42V 電源系統(tǒng)，滿足目前正在日益提高的汽車電器負(fù)荷，車輛上的輔助設(shè)備都可以改成直接用電來控制，提高設(shè)備效率。 BISG 技術(shù) BISG 技術(shù)是基于起動發(fā)電機(jī)一體化的輕度混合動力汽車傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也是當(dāng)今最常用的混合動力系統(tǒng)。該車動力系統(tǒng)采用華普 MR479QA 電噴汽油機(jī)， ISG 電機(jī)采用 12KW 永磁 磁阻混合同步電機(jī)，由 288V 鎳氫動力電池供電。 上海華普汽車的海尚 305 是 應(yīng)用上海交通大學(xué)自主知識產(chǎn)權(quán)的混合動術(shù)改造開發(fā)的一臺中度混合動力轎車。特殊設(shè)計的 ISG 電機(jī)完全適用于 42V 電源系統(tǒng)，起動轉(zhuǎn)矩可達(dá) 770Nm，能使汽車在 秒內(nèi)啟動。一汽“解放牌”混合動力城市客車的樣車采用 ISG 技術(shù)，具有純電動驅(qū)動、發(fā)動機(jī)單獨驅(qū)動（同時充電）、聯(lián)合驅(qū)動、電機(jī)啟動發(fā)動機(jī)以及滑行再生制動五種基本工作模式。長安 ISG 混合動力轎車（圖34）采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)和起動發(fā)動機(jī)一體化技術(shù)，動力系統(tǒng)由永磁直流電動機(jī)與JL474Q1 發(fā)動機(jī)組成，驅(qū)動系統(tǒng)具有高性能，高效率的特點。 西門子 VDO汽車公司為 42V電源系統(tǒng)研發(fā)的 ISG系統(tǒng)采用鼠籠式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，最大輸出功率為 20 kW，起動扭矩可達(dá) 200 Nm， ISG 發(fā)電機(jī)在整個速度范圍內(nèi)輸出效率高于 80%，可以使汽車燃油經(jīng)濟(jì)性提高。福特（ Ford）低儲能型（ Low Storage Requirement,LSR）混合動力概念車 Prodigy 屬于輕度混合方式，采用了 ISG 技術(shù)，電機(jī)輸出的連續(xù)功率為 3KW，峰值功率為 25KW，由 28 個鎳氫電池組供電。 ISG 電機(jī)能實現(xiàn)怠速自動停機(jī)和自動起動功能，在加速時提供輔助動力，減速或制動時工作在發(fā)電狀態(tài)將動 能轉(zhuǎn)換成電能。超薄型 ISG電機(jī)的厚度僅為 60 mm，采用了抗熱性強(qiáng)的永磁體，薄型線圈。由于 ISG 技術(shù)是一項比較新的技術(shù)，在國外大批量生產(chǎn)的汽車上應(yīng)用較少，只有在小批量生產(chǎn)的車型上用到ISG 技術(shù)，如豐田、本田的混合動力轎車，國內(nèi)還沒有成熟的 ISG 技術(shù)，但已經(jīng)有研究 機(jī)構(gòu)在研究、開發(fā)車用 ISG 技術(shù)。 國外 ISG 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 大量的實驗研究及道路測試證明，采用 ISG 技術(shù)的混合動力電動汽車具有突出的節(jié)油效果，排放低，快速啟停控制，動力輔助性強(qiáng)，能量再生利用等優(yōu)點。 ISG 在形式上與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相似，但在汽車節(jié)油、排放、發(fā)動機(jī)控制及能源管理等方面都有本質(zhì)的提升。采用ISG 技術(shù)，汽車動力傳動系統(tǒng)還可以省掉齒形皮帶以及齒輪組等傳動部件，內(nèi)燃機(jī)部件可以全部采用電驅(qū)動方式，布置更加靈活。隨著混合動力技術(shù)的成熟以及 42 伏車載電源系統(tǒng)時代的到來， ISG 技術(shù)會顯示出其更大的技術(shù)優(yōu)勢，將成為未來汽車的一個標(biāo)準(zhǔn)模塊。同時為了提高機(jī)動車的舒適性和安全性， 汽車電氣需求功率的不斷增大，傳統(tǒng)汽車的 14 伏電源系統(tǒng)已經(jīng)逐漸不能滿足需要，現(xiàn)代汽車的電源系統(tǒng)正在向 42/14 電源系統(tǒng)過渡，最終將發(fā)展到 42 伏電源系統(tǒng)。傳動裝置需要皮帶傳動或齒輪傳動裝置，發(fā)電機(jī)功率受到限制，沒有電動驅(qū)動功能，起動系統(tǒng)易磨損。 圖 31汽車電動機(jī)、 起動機(jī)布置 傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)采用爪極式電機(jī)，成本低，易于批量生產(chǎn)，通過起動控制電子裝置可以提高起動機(jī)的壽命并能夠?qū)崿F(xiàn)簡單的起 /停功能。 ISG及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r ISG 技術(shù)的發(fā)展 傳統(tǒng)汽車動力傳動系統(tǒng)中，同時安裝起動電動機(jī)和發(fā)電機(jī)，如圖 31，起動時，起動機(jī)帶動發(fā)動機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的起動。電機(jī)控制器也經(jīng)歷了從模擬控制器到數(shù)字控制器的發(fā)展， 80年代以來不斷發(fā)展的單片可編程數(shù)字信號處理 (DSP)芯片現(xiàn)在已有了越來越廣泛的應(yīng)用，使用 高性能的 DSP 芯片來解決電機(jī)控制器不斷增加的計算量和速度需求是目前最為普遍的做法。 80 年代絕緣柵雙極 晶體管 (IGBT)綜合了功率 MOSFET 和雙極性功率晶體管兩者的功能，是用于中小型目前最流行的器件。隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， ISG 可選用的電機(jī)也由直流電機(jī)發(fā)展到交流電機(jī)、永磁電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。輔助裝置由皮帶傳動變成電動，可以使之標(biāo)準(zhǔn)化，這減少了發(fā)動機(jī)零部件的數(shù)量和種類，簡化了動力系的構(gòu)造，與有較強(qiáng)工作能力的電瓶一起過渡到模塊結(jié)構(gòu)?？梢灶A(yù)見： ISG 系統(tǒng)是內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)改 進(jìn)的發(fā)展趨勢， ISG 扭矩和內(nèi)燃蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 機(jī)的扭矩相互補(bǔ)充，從而可以使在動力性基本不變的情況下，減少內(nèi)燃機(jī)缸數(shù)或排量，從而可以使內(nèi)燃機(jī)的效率提高，減少排放。而與之相配套的需求則要求發(fā)電機(jī)具備更高的功率， ISG 技術(shù)正好能滿足這種要求。為了提高機(jī)動車的舒適性和安全性，機(jī)動車上的電氣功率需求不斷上升。是國際公認(rèn)的未來汽車 (包括電動汽車 )部件的必然發(fā)展方向。電路為 ： 圖 27 啟動發(fā)電機(jī)工作電路 蓄電池正極 → 起動機(jī)電源接線柱 → 電磁開關(guān) → 勵磁繞阻 → 電樞繞阻 →搭鐵 → 蓄電池負(fù)極，于是起動機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)距，起動發(fā)動機(jī)。于是繼電器鐵心產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁吸力，是繼電器觸點閉合，接通起動機(jī)電磁開關(guān)的控制電路 。 起動繼電器控制電路是由點火開關(guān)控制的，被控制對象是繼電器線圈電路。起動繼電器觸電為常開觸點，當(dāng)線圈通電時，繼電器鐵心便產(chǎn)生電磁力，使其觸點閉合，從而將繼電器控制的吸引線圈和保持線圈電路接通。 起動繼電器： 起動繼電器的結(jié)構(gòu)簡圖如圖左上角部分所示，由電磁鐵機(jī)構(gòu)和觸點總成組成。 電磁開關(guān)工作原理： 當(dāng)吸引 線圈和保持線圈通電產(chǎn)生的磁通方向相同時，其電磁吸力相互疊加，可以吸引活動鐵心向前移動，直到推桿前端的觸盤將電動開關(guān)觸點接通勢電動機(jī)主電路接通為止。活動鐵心前端固定有推桿，推桿前端安裝有開關(guān)觸盤，活動鐵心后段用調(diào)節(jié)螺釘和連接銷與撥叉連接。電磁鐵機(jī)構(gòu)由固定鐵心、活動鐵心、吸引線圈和保持線圈等組成。 太陽輪 : 作為主動軸固定在轉(zhuǎn)子軸上。 3 個行星齒輪 : 采用鐵基粉末冶金。 行星齒輪式減速機(jī)構(gòu) (只用在永勵磁和電勵磁 2 種起動機(jī)上 )主要由以下 3個部分組成。 （ 4）起動機(jī)運轉(zhuǎn)噪聲低 。 （ 2）在平行嚙合的齒輪上無橫向轉(zhuǎn)矩傳遞 。在幾種減速機(jī)構(gòu)中 ,博世公司選擇了行星齒輪式減速機(jī)構(gòu)。 起動發(fā)電機(jī)的控制裝置包括電磁開關(guān)、起動繼電器和點火起 動開關(guān)燈部件，其中電磁開關(guān)于起動機(jī)制作在一起。這時滾柱便滾人窄的空間而被卡住，于是轉(zhuǎn)矩傳給小齒輪，使發(fā)動機(jī)啟動。 圖 26 轎車用啟動機(jī)單向離合器 l一彈簧 2一外座圈 3一滾柱 4一內(nèi)座圈 5一空心軸 6一小齒輪 單向 離合器又是啟動機(jī)的飛散保護(hù)裝置，它在啟動時傳遞轉(zhuǎn)矩，而在發(fā)動機(jī)發(fā)動后打滑，從而保護(hù)啟動電樞不會被飛輪帶動作高速旋轉(zhuǎn)而損壞。啟動后 , 放松踏板 , 在傳動叉回位彈簧的作用下 , 傳動叉又撥動移動襯套 , 使小齒輪脫出嚙合而回復(fù)原位 , 同時開關(guān)也打開。 單向離合器自由 式單向離合器機(jī)構(gòu) , 是由外座圈、內(nèi)座圈、滾柱、柱塞等件組成。 撥叉： 撥叉用于連接主電機(jī)和電磁開關(guān)，使離合器作軸向移動，將驅(qū)動齒輪嚙入和脫離飛輪齒圈。 換向器 ： 在直 流電動機(jī)中，換向器配以電刷，能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流，使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變；在直流發(fā)電機(jī)中，換向器配以電刷，能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動勢轉(zhuǎn)換為正、負(fù)電刷上引出的直流電動勢。為防止離心力將線圈邊甩出槽外，槽口用槽楔固定。 電樞繞組 ： 電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢，是直流電機(jī)進(jìn)行能量變換的關(guān)鍵部件，所以叫電樞。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上，圓周位置可以調(diào)整，調(diào)好以后加以固定 轉(zhuǎn)子 (電樞 ) 蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 電樞鐵心 ： 電樞鐵心是主磁路的主要部分，同時用以嵌放電樞繞組。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿和刷桿座等組成。為保證機(jī)座具有足夠的機(jī) 械強(qiáng)度和良好的導(dǎo)磁性能，一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。整個主磁極用螺釘固定在機(jī)座上， 換向極 : 換向極的作用是改善換向，減小電機(jī)運行時電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花，一般裝在兩個相鄰主磁極之間，由換向極鐵心和換向極繞組組成，換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上，換向極的數(shù)目與主磁極相等。鐵心一般用 ～ 厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成，分為極身和極靴兩部分，上面套勵磁繞組的部分稱為極身，下面擴(kuò)寬的部分稱為極靴，極靴寬于極身，既可以調(diào)整氣隙中磁場的分布，又便于固定勵磁繞組。 圖 25 轎車啟動發(fā)電機(jī) 1一整流子 2一電樞線圈 3一電刷 4一電磁開關(guān) 5一單向離合器 6一磁場線圈所示 主磁極 ： 主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場。 （ 3）控制開關(guān)。 （ 2）單向離合器。其作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩 , 構(gòu)造與發(fā)電機(jī)相似桑塔納轎車用發(fā)動機(jī)的啟動