混合动力电动汽车用四象限能量转换器的研究

四象限混合动力系统是一种新颖的混合动力电动车(HEV)用驱动系统,基于其紧凑的结构和优良的混联式混合动力系统性能,成为HEV领域最有竞争力的理想系统之一。本文针对四象限混合动力系统中的核心部件——四象限能量转换器(4QT)进行了以下几个方面的研究。 首先,建立了径向磁通结构4QT的磁路模型,以此为依据分别进行了磁场解析和电磁转矩解析,并进一步讨论了4QT定子电机(SM)和双转子电机(DRM)的磁耦合问题,得出了定子电机和双转子电机耦合程度很小的结论。 采用“电势法”对4QT样机的电感参数进行了计算,为了包含交叉磁化现象对直、交轴电感的影响,对传统的两轴电机模型进行了修正,并引入了交叉耦合电感参数。同时还讨论了涡流对电感的影响。计算结果与实验数据达到了较好的一致性,证明了计算方法的正确性。 对4QT样机进行了热分析,建立了二维有限元仿真模型并进行了不同负载下温度场的计算。仿真结果与实验数据达到了很好的一致性,验证了仿真的有效性。 最后,对4QT样机的冷却系统进行了研究。讨论了风冷和水冷对4QT样机不同部件的冷却效果问题,给出了冷却系统的修正依据并进行了新的设计。对两种冷却系统进行了比较,结果验证了新的冷却系统冷却效果的改善。同时基于仿真讨论了冷却流体参数对4QT样机冷却效果的影响,根据该方面的分析为合理选择冷却流体参数提供了依据。