纯电动汽车动力系统设计：永磁同步电机解析

该资源主要讨论了永磁同步电机（PMSM）的分类和结构，以及纯电动汽车动力系统的设计与实现。 永磁同步电机（PMSM）是一种高效的电机类型，广泛应用于电动汽车领域。其基本结构由定子三相绕组和转子铁芯组成。定子通常采用星形连接的三相绕组，而转子则由永磁材料制成，常见的永磁体形状有瓦片式或薄片式，可以直接贴在转子表面或嵌入转子铁芯中，这样就无需额外的励磁线圈、滑环和电刷，实现了无刷运行。这种设计简化了电机结构，提高了效率和可靠性。 PMSM的分类主要包括以下几种： 1. 径向磁场式电机：主磁场沿电机径向分布。 2. 轴向磁场式电机：主磁场沿电机轴向分布。 3. 内转子式电机：电枢绕组位于电机内部。 4. 外转子式电机：电枢绕组位于电机外部。 5. 无启动绕组电机：转子上没有专门的启动绕组。 6. 有启动绕组电机：转子上包含启动绕组，用于改善启动性能。 7. 矩形波永磁同步电机：供电电流为矩形波形。 8. 正弦波永磁同步电机：供电电流为正弦波形，通常提供更平滑的运行特性。 在纯电动汽车动力系统的设计中，选择合适的驱动电机和动力电池至关重要。驱动电机需要满足高效率、高功率密度和宽广的扭矩-速度特性，同时动力电池应具备高能量密度、长寿命和良好的温度稳定性。论文作者针对纯电动汽车的需求，选择了适合的驱动电机、传动系统和动力电池，并进行了参数匹配，确保系统整体性能的优化。 在数学建模方面，驱动电机的d-q坐标系模型被详细介绍，这是电机控制的基础，通过这个模型可以推导出电机的运动方程和控制过程中的相关方程式。对于动力电池，文中选取了锂电池，并给出了其端电压的数学模型，因为锂电池具有较高的能量密度和快速充放电能力，是当前电动汽车的常用选择。 论文还利用ADVISOR软件建立了纯电动汽车的动力学仿真模型，通过对动力性能和续航里程的仿真研究，验证了之前匹配的系统参数的合理性。此外，设计了一套基于DSP（数字信号处理器）的电机驱动控制系统，该系统由TM320LF2812 DSP芯片为核心的控制单元和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块组成的逆变单元组成，确保了电机的高效驱动和精确控制。 关键词涉及纯电动汽车、动力系统、参数匹配、ADVISOR仿真软件以及电机驱动控制系统，表明了研究的焦点集中在电动汽车的核心技术——动力系统的设计和优化，以及其实现方法。