【正文】 勵磁，這樣就取消了容易出問題的集電環(huán)和電刷裝置，因此，結(jié)構(gòu)簡單，運行更加可靠。電勵磁交流同步電機靜止時，無法得到勵磁，因而要額 外增加一套輔助起動繞組，起動時，先在輔助繞組中通以電流，提供勵磁，起動完成后退出運行。只要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上研究其起動方案，就可以將其改造成起動 /發(fā)電系統(tǒng)。但開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動大，電機存在嚴重的非線性，優(yōu)化控制有一定的難度，電動和發(fā)電時均需功率變換器工作，發(fā)電的可靠性有所降低。 （ 2）開關(guān)磁阻電機 開關(guān)磁阻電機 (SRM)的轉(zhuǎn)子是簡單的迭片結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)堅固且經(jīng)濟，由于轉(zhuǎn)子沒有繞組和磁鋼，因此可在高速下運行，其定子集中繞組可以預先繞制好再嵌入定子槽，這使得定子裝配工藝簡單，制造成本低，冷卻方便。 （ 1）有刷直流電機 有刷直流電機作起動發(fā)電機用時，與一般的直流電動機和直流發(fā)電機略有不同，起動時，以復勵（串勵為主）直流電動機方式工 作，要求有足夠的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流，起動結(jié)束后，電機的串勵繞組被切除改為并勵方式，作發(fā)電機運行。 從電機本身的角度來看，可以用作起動發(fā)電系統(tǒng)的有很多種，如有刷直流電機、開關(guān)磁阻電機、電勵磁同步電機、無刷直流電機等。功率變換器主要由微處理 器、功率主電路、信號檢測及調(diào)理電路構(gòu)成，對電機功能轉(zhuǎn)換及電壓有效調(diào)整起重要的控制作用 。 ISG 系統(tǒng)由電機、整流 /逆變功率變換器和儲能元件（主要為蓄電池）組成。 國內(nèi)包括中科院電工所、西北工業(yè)大學、南京航空航天大學及長安、東風、奇瑞等公司都在研究 ISG技術(shù)，已有部分混合動力電動汽車樣車應用了 ISG技術(shù)。 1999 年，本田推出了應用了 ISG 技術(shù)的 Insight第一代混合電動汽車。 隨后，博世、西門子、薩克斯和德爾福、法雷奧等公司也開發(fā)出這種系統(tǒng)。國內(nèi)外汽車公司開始競相研制或采用 ISG 技術(shù)，提升自己汽車品牌的技術(shù)內(nèi)涵，同時也順應了環(huán)保和節(jié)能的趨勢。國內(nèi)外汽車公司開始競相研制或采用 ISG 技術(shù)，提升自己汽車品牌的技術(shù)內(nèi)涵，同時也順應了環(huán)保和節(jié)能的趨勢。傳統(tǒng)發(fā)電機的電壓、功率和效率都不能滿足未來汽車的需求。 研究的背景及目的 起動 /發(fā)電一體機（ Integrated Starter Generator，簡稱 ISG），也有稱 ISA （ Integrated Starter Alternator），是用一個電機代替發(fā)動機上傳統(tǒng)的起動機和發(fā)電機，具有起動和發(fā)電兩種基本功能。 關(guān)鍵 字 ：電動汽車； 啟動發(fā)電一體化； 蘭州工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 Abstract With the electric vehicle development, use of integrated starter/generator (ISG) is to reduce fuel consumption and exhaust emissions of key technologies. Describes the structure and position, ISG system works, based on the current development of automotive ISG system analysis, analysis of the world39。 車用起動機和發(fā)電機是兩個獨立的電器設(shè)備 ,用于起動和發(fā)電 ,起動 /發(fā)電一體化是將起動與發(fā)電功能集于一體 ,具有在蓄電池低電流下起動轉(zhuǎn)矩大 ,在發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi) ,發(fā)電機功率大 ,效率高 ,體積小 ,適于安裝等優(yōu)點 。蘭州工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 摘要 隨著電動汽車的發(fā)展，采用一體化起動機 /發(fā)電機（ ISG）是降低汽車燃油消耗和尾氣排放的關(guān)鍵技術(shù)。介紹了 ISG 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、工作原理，基于對國內(nèi)外車用 ISG 系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的分析， 分析了世界各個國家汽車起動 /發(fā)電研究和開發(fā)情況及其發(fā)展趨勢。 本文通過對啟動 /發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理進行分析，實現(xiàn)啟動發(fā)電的雙功能。s Nations auto starting/power research and development of the situation and development trends. Automotive starter motor and generators are two separate electrical equipment, for starting and power generation, starting/power generation integration is starting and power generation feature set, with the battery low current starting torque, engine speed range, generator power, high efficiency, small size, suitable for installation, etc. Keywords: electric cars； start generating integrated； 蘭州工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 目錄 第一章 緒論 ............................................................................................................... 4 引言 .................................................................................................................. 4 研究的背景及目的 .......................................................................................... 4 ISG 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及研究方案 ....................................................................... 4 ISG 系統(tǒng)作用 、性能要求 和意義 .................................................................................... 6 1. 5 ISG 的功能 .......................................................................................................6 第二章 啟動發(fā)電機結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 .......................................................................... 8 引言 .................................................................................................................. 8 啟動發(fā)電機結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 .............................................................................. 8 啟動 發(fā)電機的基本方案 ................................................................. 8 對一體化啟動 發(fā)電機系統(tǒng)的獨特要求 ..........................................11 啟動發(fā)電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ................................................................... 12 第三章 ISG 發(fā)展趨勢 ............................................................................................. 19 引言 ................................................................................................................ 19 ISG 及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展狀況 ......................................................................... 19 ISG 技術(shù)的發(fā)展 ................................................................................. 19 國外 ISG 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................... 20 國內(nèi) ISG 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................. 21 總結(jié) ............................................................................................................................. 24 致謝 ............................................................................................................................. 25 參考文獻 ..................................................................................................................... 26 蘭州工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第一章 緒論 引 言 本章將首先介紹起動 /發(fā)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展背景及研究現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出本課題的研究意義和方案選擇的理由。 隨著人們對汽車舒適性要求的提高，車上用電設(shè)備越來越多，需求的電功率超出 kW，可達 3kW 甚至更高，采用 42Ｖ電源系統(tǒng)也是汽 車的發(fā)展方向。 ISG 技術(shù)將發(fā)動機的起動與發(fā)電功能有效組合，利用先進的電力電子技術(shù)、檢測技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，可以很方便地根據(jù)汽車在不同運行狀態(tài)，實現(xiàn)快速起動、寬變速大容量發(fā)電、發(fā)動機助力、能量再生制動等功能。 ISG 技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及研究方案 ISG技術(shù)將發(fā)動機的起動與發(fā)電功能有效組合，利用先進的電力電子技術(shù)、檢測技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)，可以很方便地根據(jù) 汽車在不同運行狀態(tài)，實現(xiàn)快速起動、寬變速大容量發(fā)電、發(fā)動機助力、能量再生制動等功能。現(xiàn)在，已有幾家公司開始量產(chǎn) ISG， 德國零部件制造商大陸（ Continental）公司下屬的 Tocher 公司首先開發(fā)出了 ISAD（ Integrated Stater Alternator Damer）系統(tǒng)，并于 1997 年裝機試驗，大陸公司因此而獲得 1997 年度工業(yè)革新獎， 1999 年在法蘭克福國際展覽會上， ISG 作為汽車系統(tǒng)零部 件首次亮相。其中，大陸和西門子公司選用的是異步電機， 42V 電源系統(tǒng)，采用直接傳動方式，即把 ISG 安裝在發(fā)動機和變速箱之間的曲軸上；博世公司選用的是永磁同步電機， 14 V 和 42 V 混合電源系統(tǒng)，也采用曲軸直接傳動方式，工作效率在 8%以上；薩克斯選用永磁同步電機，定子和定子支架直接安裝在發(fā)動機曲軸凸緣上，轉(zhuǎn)子則固定在飛輪上，發(fā)電效率高達 80%～ 90%；法雷奧開發(fā)的 ISG 選用 42V 電源系統(tǒng)，采用皮帶連接的間接傳動方式，與傳統(tǒng)車相比，可節(jié)省 20%的 燃料，在 30%的停頓過程中實現(xiàn)“零”排放。該 ISG系統(tǒng)采用矩形波永磁電機，電源系統(tǒng)采用 144V 的蓄電池組，電機與發(fā)動機曲軸直接連接，可產(chǎn)生與發(fā)動機相位相反的轉(zhuǎn)矩，降低振動，使運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。 ISG 系統(tǒng)性能提高的關(guān)鍵在于以下幾個方面： （ 1）適合 ISG 系統(tǒng)的電機種類選擇、設(shè)計與制造，應保證電機具 有高起動轉(zhuǎn)矩、高發(fā)電效率及高轉(zhuǎn)矩密度； 蘭州工業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 （ 2）高性能 IS