电动汽车电机驱动系统可靠性研究与分析

作     者：陈宗楠 

作者单位：大连交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王世鹏;韩波

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：电机驱动系统 可靠性 故障树 FMEA 灵敏度分析 温度场分析 

摘      要：作为电动汽车动力核心的电机驱动系统,对整车的动力性、可靠性等都产生了很大的影响。更复杂的车内环境对驱动系统的可靠性有很高的要求。本文以某燃油车改造电动汽车设计为依托,设计与之相匹配的电机驱动系统,为提升电动汽车电机驱动系统可靠性提供具体参考,并对该系统进行可靠性分析与研究。本文主要研究工作如下:1)确定本文以电动汽车电机驱动系统可靠性为主要研究对象,在此基础上,通过构建电动汽车电机驱动可靠性模型来评估电动汽车驱动系统可靠性,对当前国内外电动汽车驱动系统的发展历史和现状进行研究分析。2)结合电动汽车电机驱动系统可靠性研究的具体要求,电机驱动系统的动力参数匹配是依托某一型号燃油车改为电动汽车的系统要求而实现的。为后续电动汽车电机驱动系统可靠性分析提供模型支撑,选择适应的可靠性分析方式和方法。3)通过Proteus仿真软件完成电机驱动系统的结构设计,根据永磁同步电机驱动系统的基本原理,完成电源模组、电机主控制模组、逆变器模组、驱动保护模组、信号模组各主要部件的选型及各主要电路的设计。4)采用故障树(FTA)与失效模式与影响分析(FMEA)的方式,对电动汽车电机驱动系统的可靠性进行定性分析,分析过程中对电机驱动系统的各个模组搭建起了相应的故障树,同时,结合应力分析法和相关可靠性预计手册,以及电机驱动系统可靠性的相关理论和参数说明,对电机驱动系统的各个模组失效率数据进行整体的定量计算。5)最后,对电动汽车电机驱动系统的可靠性进行基于温度的灵敏度分析,并通过Motor-CAD仿真软件对设计的永磁同步驱动电机进行温度场分析,通过建立电机温度场模型,采用水冷冷却方式,选择三种经典工况,分别分析电机的稳态和瞬态工况。综合验证所设计的电动汽车电机驱动系统可靠性。