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近年来,随着全球能源问题和环境污染的日益加剧,以电动汽车为代表的新能源汽车作为一种有效节能减排手段,取代传统汽车已经成为今后汽车行业发展的必然趋势。其中,混合动力汽车作为一种过渡车型,同时具备传统内燃机汽车和纯电动汽车的优点,是目前国、内外汽车领域的研究热点。本文针对混合动力汽车场合提出了一种新型集成化永磁行星齿轮电机,它集合了传统机械式和电磁式混动力合成系统的优点,结构简单,且不存在集电环和电刷,不需要专门的油路进行润滑和冷却,作为一种新型的混合动力耦合装置,具有潜在研究价值。
文章首先介绍了混合动力汽车的相关知识,并对传统机械式和电磁式混合动力合成系统及永磁齿轮传动技术的发展做了简要的概述,在此基础上,提出了一种应用于混合动力汽车的新型永磁行星齿轮电机,并对电机基本结构、运行原理、数学方程等做了简要分析。
借鉴传统永磁电机和异步电机的设计理论,并结合行星磁齿轮系的设计原则,建立起了永磁行星齿轮电机的一般设计方法,并对电机关键参数的选择与计算进行了详细的阐述。
借助AnsoftMaxwell2D平台创建了电机的二维有限元模型,分析了电机的电磁特性,并对电机的效率进行了估算。利用Matlab/Simulink软件对电机控制系统进行了建模,并对车辆起动、高速巡航、重载爬坡、回馈制动等几种典型工进行了仿真分析。
最后完成了实验样机的加工,搭建了电机控制系统实验平台,并进行了部分原理验证性实验,进一步证明了永磁行星齿轮电机结构的合理性和工作性能的可靠性。