《輪轂電機電磁離合裝置與系統的實驗研究》是依託華中科技大學，由辜承林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：輪轂電機電磁離合裝置與系統的實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：辜承林
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
輪轂電機是下一代純電動汽車的優選驅動方案。但電機與輪轂採用緊固連線方式，機械衝擊和電磁衝擊不可避免，急起急停時尤為突出，可靠性降低，舒適感變差。鑒於普通汽車採用機械離合器實施動力切換，使點火起動與車輛起步分離，速度平滑變化，若構想電機和輪轂間的剛性連線也能用某種與此相仿的離合裝置予以替換，則機械與電磁衝擊就有可能緩解。為此，本課題提出並研究一種新型永磁雙穩態電磁離合器裝置及系統。這種裝置具有穩態自持特徵（常開，不耗能），控制靈活，能實現電機轉子與輪轂，即主、從傳動副間的可控柔性連線，可望構成電機空載起動+最優怠速切換+機電分離制動全新驅動模式。通過研製不同技術特徵的單元樣機及功能組件，開展實驗研究和系列化、最最佳化探討，積累材料、結構、設計、運行等方面的原始經驗與數據，構建這種新系統的嵌入式、一體化集成設計理論與工程規範，將為輪轂電機的推廣套用提供更具競爭力的實用技術方案。
結題摘要
本項目提出並研究了一種新型永磁雙穩態電磁離合裝置及系統，該裝置結構緊湊，能實現電機轉子與輪轂之間的可控柔性連線，以緩解輪轂直驅式電動汽車急起急停時的機械衝擊和電磁衝擊，提升汽車可靠性和舒適感。項目開展了不同技術特徵單元樣機及功能組件的實驗研究，通過深入探討，論證了“電機空載起動+最優怠速切換+機電分離制動”驅動新方案的可行性及技術先進性，建立了這種新系統的一體化設計理論與工程規範，為輪轂電機的推廣套用提供了更具競爭力的技術方案。 本項目的研究內容主要包括以下四個方面。 其一，通過對原創新型永磁雙穩態電磁離合器磁場進行分析計算，結合最佳化設計目標，並開展微拓撲分析，確定了離合器結構尺寸設計的基本準則。構建了單元樣機的通用實驗平台，並開展靜力學和動力學分析，探討力與運動的關係，確定了磁化電流的上（磁體去磁）、下（作動閾值）邊界以及最小脈衝寬度。 其二，提出了一種小型脈衝電源供電方案，其具有結構更簡單（可省除位置檢測和滑環），運行更可靠（實現自關斷功能），銜鐵運動更平穩等優點。提出了脈衝電源的匹配設計方法，確定了主要參數的選取方案，並開展小功率脈衝電源供電單元樣機的動力學分析，驗證了小功率脈衝電源的優越性及匹配設計的合理性。 其三，構建了軸突式和摩擦式電機離合器裝置一體化實驗平台，深入探討了其動作過程，得到了軸突式離合裝置能可靠接合時的電機怠速約束，分析了離合器相關指標對摩擦式離合裝置接合可靠性的影響，同時開展了小功率脈衝電源供電離合器組同步作動的理論和實驗研究，確定了協調動作的一致性標準。實驗研究論證了設計的合理性和可靠性。 其四，搭建了電機離合系統專用綜合實驗平台，探討了離合器最優怠速切換的運行控制規律，凸顯了怠速起步較直接起步的優越性(緩釋電磁衝擊和機械衝擊效果顯著)；明晰了變怠速起步較固定怠速起步的技術優勢(基於實際負載選取怠速，更好的舒適性和負載能力)；針對大負載工況，提出了基於怠速上限的自適應拓展控制方案，在保障舒適感的前提下，挖掘了系統最大負載能力。
