原文传递
各轮独立驱动越野车用轮毂电机温升研究
| 论文题名： | 各轮独立驱动越野车用轮毂电机温升研究 |
| 关键词： | 越野车;轮毂电机;动力匹配;散热能力;温升性能 |
| 摘要： | 轮毂电机总成由于安装在轮辋内，其集成了驱动电机、减速器以及制动器，在结构上要求其紧凑，在性能上要求其具有较大的转矩密度以满足越野车行驶性能需求，但同时也带来了散热困难等问题，在过热的情况下将会影响轮毂电机总成的稳定运行以及车辆的安全行驶。因此设计高效的轮毂电机总成、正确分析温度场则具有重要意义，本文基于此开展相关工作，主要研究内容如下： （1）首先分析了越野车的行驶工况以及该轮毂电机的性能需求并对驱动电机进行动力匹配。创新性地设计出了油冷轮毂电机与水冷轮毂电机，两者驱动电机、减速器以及制动器结构参数均一致，其中油冷轮毂电机将驱动电机与减速器置于同一腔体中，采用共腔体油冷，该方式能够有效提高系统的散热能力。同时为避免高速搅油损耗大、效率低的缺点，对越野车动力布置采用前轮水冷轮毂电机驱动，后轮油冷轮毂电机驱动的方式。 （2）其后研究分析了该轮毂电机中驱动电机、减速器以及制动器的损耗产生机理，并依据整车行驶状态对损耗的研究分为驱动工况以及制动工况，将损耗计算与实际应用场景相结合。在驱动工况下以爬长坡、垂直越障、高速行驶等典型越野工况求解电机与减速器的损耗分布，在制动工况下以紧急制动、下长坡制动计算了制动器的热源，并研究了电机辅助制动对制动器温升的影响。 （3）最后依据计算出的损耗，建立相应的轮毂电机温升模型，通过仿真结果表明，油冷电机在大扭矩输出下，具有较强的散热能力，在持续爬坡工况下，其最高温度相比水冷电机下降44.4℃，在垂直越障工况下最高温度下降53.8℃，能够满足极限转矩持续输出60s的时间要求，此外在高速工况下油冷电机同样能将其温度限制在安全范围内。通过制动工况仿真表明，在紧急制动时车速对制动盘的温升影响较大，应避免高速制动；在下长坡制动时，引入电制动能够有效降低制动盘温升，避免出现热衰退。并对样机进行了温升试验，与仿真误差较小，仅为4.7%，表明温度场求解合理可靠，可为轮毂电机驱动系统设计提供思路。 |
| 作者： | 裴彪 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 黄松;付翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
