新能源汽车动力电机运行性能测试(附件)【字数：10974】
摘 要21世纪是世界科技迅猛发展的时代，也是汽车工业迅速崛起的时代。汽车作重要的代步工具，一方面极大地方便了人们的出行，但另一方面能源问题、环保问题也随之出现。新能源电动汽车作为当下热门，其节能、环保、可循环利用备受人们关注。但由于其续航能力差，加上不同电机的工况不同、能耗各异，因此为新能源电动汽车选用一个款合适的电机并测得该电机的最优工况点有一定的环保价值和经济价值。本文首先从新能源电动汽车的电机选型出发，阐述了目前市面上常见的电机。电机种类繁多，应用范围也很广泛，电机的选型关乎电动汽车整车性能。本文对车用驱动电机，主要是永磁同步电机、无刷直流电机，进行分类总结，对比综述，最终选择永磁同步电机作为新能源电动汽车的动力电机。继而，本文对永磁同步电机的结构和控制原理进行了研究，详细研讨了永磁同步电机的结构组成与电机的特点、工作原理、电枢反应以及运行特性。并依据电机的特性搭建了永磁同步电机测试平台，以电机的输出功率和电源的输入功率之比，算得特定条件下的电机效率。最后，为了得到电机最优工况，对电机进行了性能测试。使用控制变量法从速度和加载力矩两个角度出发，分别测试了同一速度下均匀加载扭矩后电机效率的变化，以及同一转矩下均匀加速后电机效率的变化。将测得的数据导入MATLAB建模编程，绘制以横坐标为速度、纵坐标为扭矩，颜色深度为效率的速度-扭矩-效率MAP图。从图中读取电机在某个速度和扭矩范围内效率最高的区域，最后让新能源电动汽车尽量工作在该电机高效区域内，达到节能减排的效果。摘 要 1
目 录
ABSTRACT 2
目 录 4
第一章 绪论 1
1.1 课题研究发展意义 1
1.1.1 国内研究发展状况 1
1.1.2 国外研究发展状况 2
1.2电机概述 3
1.2.1 电机主要分类 3
1.3车用电机 4
1.3.1 主要两类电机 4
1.3.2 无刷直流电机 5
1.3.3 永磁同步电机 6
1.3.4总结对比 6
1.4 论文研究对象及主要内容 7
第二章 理论基础 8
2.1 永磁同步电机结构 8
2.1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
永磁同步电机特点 9
2.2 永磁同步电机的工作原理 9
2.3.1 电枢反应 10
2.3.2 电压 10
2.3.3 功率与转矩 10
2.4 永磁同步电机运行特性 11
第三章 电机试验台 13
3.1 电机测试需求 13
3.2 试验台的搭建 14
3.3 试验台系统组成 14
3.3.1 各系统及各部分作用 15
第四章 电机性能测试 16
4.1 永磁同步电机的性能评价指标 16
4.2 永磁同步电机试验台测试方法 16
4.3 MAP图的制作 17
4.3.1 等高线 17
4.3.2 数据的测试 17
4.3.3 MAP图的生成 18
第五章 运行结果分析与说明 20
5.1 结果分析 20
5.2 总结 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
汽车作重要的代步工具，使人们的日常出行变的非常方便。但随之而来的能源问题、环保问题的日益严厉，亟需寻找一些方法来保护我们赖以生存的地球。世界上各个国家都在开发新能源，这个方法在一定程度上缓解了能源压力，但是目前化石能源仍具有不可替代性。所以，怎样更好、更高效的利用现有的能源也是目前的一大难题。而电机是新能源汽车中电动汽车的动力核心，主要完成将电能转化为机械能来驱动车辆的行驶和将机械能转化为电能储存到动力电池中的任务。
电机性能的好坏能直接决定电动汽车的整车性能的好坏，电机性能测试是电动汽车开发过程中的重要环节。本文针对电机性能测试的需求进行深入分析，设计了电机系统测试方案。
1.1 课题研究发展意义
本课题的研究意义在于通过对车辆电机的“经济工况”进行测定和研究，测定到车辆电机的“经济工况”，让汽车尽量行使在电机效率较高点，降低能源损耗，缓解能源问题，更好、更高效的利用现有的能源。
1.1.1 国内研究发展状况
在国内有很多人发表相关论文、期刊。浙江大学蔡顺发表的《同步磁阻电机性能分析与结构优化》论文，主要对电机中的同步磁阻电机这一类电机进行描述、分析、测试与结构优化。同步磁阻电机具有很多优点像价格低廉、加工简单、可靠性高、转矩密度大这些优点，在低成本高性能的交流调速领域很有应用前景。在研究同步磁阻电机的优化方法、参数设计、性能特点，有很重要的意义[1]。
孟祥坤、张学义、徐进彬、赵玉真与张攀共同发表的《新能源汽车永磁同步驱动电机性能提升分析》文章中着重永磁同步驱动电机性能提升分析。寻找影响永磁同步电机性能 [2]。
纯电动汽车的驱动源是车用电机，是高效率驱动的核心部件之一，也是整车需要研制开发的重要部件。吉林大学刘健发表的《纯电动轿车驱动电机性能与结构参数匹配研究》论文中研究的内容，在功率因数和效率方面永磁同步电机具备优势而获得普遍的应用，与此同时车用电机永磁化发展趋势与电机高效驱动技术的要求也是相符合的。驱动电机的参数匹配不仅对纯电动汽车的动力性能有很重要的影响也对经济性能有很重要影响，而且它为整车驱动控制策略提供技术接口[3]。
另一位吉林大学学生周飞鲲发表的《纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究》论文是为创建纯电动车辆关键技术而进行的研究开发系统。努力完成车辆与动力系统部件的系统集成，开发并完成完整的车辆控制技术，最大限度地发挥纯电动车辆的性能潜力。性能主要包括功率、经济性和成本特性。还需有扩大市场及用户接受程度，去提高纯电动汽车产品的市场竞争力，促进纯电动汽车的产业化而进行的深度研究[4]。
倪有源，李伟，郎旭初共同发表的《永磁发电机齿槽转矩及电机性能研究》文章中主要对一台永磁发电机在各种参数下的齿槽转矩及电机性能进行了研究。齿槽转矩作为永磁电机重要的指标之一，直接影响电机性能。通过改变一系列参数使永磁电机的优化设计提供依据和参考[5]。
《电动汽车用电机及控制器试验分析》，电机及控制器是电动汽车最关键的零部件之一, 从动力电机的不同类型出发, 介绍了动力电机的应用情况,对目前实行的电机及控制器国家标准中的主要项目进行深入探究, 在试验的基础上对测试设备和测试方法进行了分析和总结[6] 。
《新能源汽车电机研究及应用》，阐述了新能源汽车对电机的基本要求,并对一种新型混合动力电机电磁设计、结构设计、散热、结构强度和模态展开分析探讨[7]。
目 录
ABSTRACT 2
目 录 4
第一章 绪论 1
1.1 课题研究发展意义 1
1.1.1 国内研究发展状况 1
1.1.2 国外研究发展状况 2
1.2电机概述 3
1.2.1 电机主要分类 3
1.3车用电机 4
1.3.1 主要两类电机 4
1.3.2 无刷直流电机 5
1.3.3 永磁同步电机 6
1.3.4总结对比 6
1.4 论文研究对象及主要内容 7
第二章 理论基础 8
2.1 永磁同步电机结构 8
2.1.1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
永磁同步电机特点 9
2.2 永磁同步电机的工作原理 9
2.3.1 电枢反应 10
2.3.2 电压 10
2.3.3 功率与转矩 10
2.4 永磁同步电机运行特性 11
第三章 电机试验台 13
3.1 电机测试需求 13
3.2 试验台的搭建 14
3.3 试验台系统组成 14
3.3.1 各系统及各部分作用 15
第四章 电机性能测试 16
4.1 永磁同步电机的性能评价指标 16
4.2 永磁同步电机试验台测试方法 16
4.3 MAP图的制作 17
4.3.1 等高线 17
4.3.2 数据的测试 17
4.3.3 MAP图的生成 18
第五章 运行结果分析与说明 20
5.1 结果分析 20
5.2 总结 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
第一章 绪论
汽车作重要的代步工具，使人们的日常出行变的非常方便。但随之而来的能源问题、环保问题的日益严厉，亟需寻找一些方法来保护我们赖以生存的地球。世界上各个国家都在开发新能源，这个方法在一定程度上缓解了能源压力，但是目前化石能源仍具有不可替代性。所以，怎样更好、更高效的利用现有的能源也是目前的一大难题。而电机是新能源汽车中电动汽车的动力核心，主要完成将电能转化为机械能来驱动车辆的行驶和将机械能转化为电能储存到动力电池中的任务。
电机性能的好坏能直接决定电动汽车的整车性能的好坏，电机性能测试是电动汽车开发过程中的重要环节。本文针对电机性能测试的需求进行深入分析，设计了电机系统测试方案。
1.1 课题研究发展意义
本课题的研究意义在于通过对车辆电机的“经济工况”进行测定和研究，测定到车辆电机的“经济工况”，让汽车尽量行使在电机效率较高点，降低能源损耗，缓解能源问题，更好、更高效的利用现有的能源。
1.1.1 国内研究发展状况
在国内有很多人发表相关论文、期刊。浙江大学蔡顺发表的《同步磁阻电机性能分析与结构优化》论文，主要对电机中的同步磁阻电机这一类电机进行描述、分析、测试与结构优化。同步磁阻电机具有很多优点像价格低廉、加工简单、可靠性高、转矩密度大这些优点，在低成本高性能的交流调速领域很有应用前景。在研究同步磁阻电机的优化方法、参数设计、性能特点，有很重要的意义[1]。
孟祥坤、张学义、徐进彬、赵玉真与张攀共同发表的《新能源汽车永磁同步驱动电机性能提升分析》文章中着重永磁同步驱动电机性能提升分析。寻找影响永磁同步电机性能 [2]。
纯电动汽车的驱动源是车用电机，是高效率驱动的核心部件之一，也是整车需要研制开发的重要部件。吉林大学刘健发表的《纯电动轿车驱动电机性能与结构参数匹配研究》论文中研究的内容，在功率因数和效率方面永磁同步电机具备优势而获得普遍的应用，与此同时车用电机永磁化发展趋势与电机高效驱动技术的要求也是相符合的。驱动电机的参数匹配不仅对纯电动汽车的动力性能有很重要的影响也对经济性能有很重要影响，而且它为整车驱动控制策略提供技术接口[3]。
另一位吉林大学学生周飞鲲发表的《纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究》论文是为创建纯电动车辆关键技术而进行的研究开发系统。努力完成车辆与动力系统部件的系统集成，开发并完成完整的车辆控制技术，最大限度地发挥纯电动车辆的性能潜力。性能主要包括功率、经济性和成本特性。还需有扩大市场及用户接受程度，去提高纯电动汽车产品的市场竞争力，促进纯电动汽车的产业化而进行的深度研究[4]。
倪有源，李伟，郎旭初共同发表的《永磁发电机齿槽转矩及电机性能研究》文章中主要对一台永磁发电机在各种参数下的齿槽转矩及电机性能进行了研究。齿槽转矩作为永磁电机重要的指标之一，直接影响电机性能。通过改变一系列参数使永磁电机的优化设计提供依据和参考[5]。
《电动汽车用电机及控制器试验分析》，电机及控制器是电动汽车最关键的零部件之一, 从动力电机的不同类型出发, 介绍了动力电机的应用情况,对目前实行的电机及控制器国家标准中的主要项目进行深入探究, 在试验的基础上对测试设备和测试方法进行了分析和总结[6] 。
《新能源汽车电机研究及应用》，阐述了新能源汽车对电机的基本要求,并对一种新型混合动力电机电磁设计、结构设计、散热、结构强度和模态展开分析探讨[7]。
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