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基于逆向工程的bsg电机的数值仿真技术研究

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基于逆向工程的BSG电机的数值仿真技术研究

作者：马平平辽宁工业大学

学位级别：硕士

汽车发电机是汽车电器系统的重要组成部分,不仅为汽车用电设备提供能源,并且为蓄电池充电。随着技术的进步,汽车的安全性和舒适性越来越高,汽车中的用电设备也随之不断增多,如信号装置(喇叭及各种信号灯等)广播、空调、启动装置等等,从... 详细信息

汽车发电机是汽车电器系统的重要组成部分,不仅为汽车用电设备提供能源,并且为蓄电池充电。随着技术的进步,汽车的安全性和舒适性越来越高,汽车中的用电设备也随之不断增多,如信号装置(喇叭及各种信号灯等)广播、空调、启动装置等等,从而提高了汽车发电机性能的要求。微型混合动力-皮带传动式起动/发电一体机bsg拥有高效率、低噪声等优点,成为当下研究热潮。本文首先对某一进口bsg电机进行了电机性能测试,并运用逆向工程快速成型技术进行逆向建模,其次对电机模型进行了电磁分析和散热分析,从设计方法和工作机理上分析了该种电机的整体性能,为后续电机结构的优化提供了设计理论参考。通过逆向工程快速成型技术的使用,对国外产品国产化的实现,发电机研发周期的缩短,国内发电机制造技术水平的提高等具有重要的意义。本文主要研究内容如下:(1)对bsg电机进行了电机性能测试。主要包括起动性能、发电性能以及电机的冷态、热态性能测试等,并进行了相应的分析,为后续电机各项性能的仿真计算分析提供了对比验证根据。(2)对bsg电机进行逆向建模。利用逆向工程技术对某一进口bsg电机主要部件进行了逆向建模:首先应用Handyscan 3D扫描仪对电机各部件进行了点云数据的获取;通过使用专门的逆向软件Geomagic Studio对点云数据进行预处理,将bsg各部件实物模型的立体信息转换成了计算机能直接处理的高精度三维数字模型;利用CATIA完成bsg电机进逆向重构;通过精度检测,最后得到了满足要求的bsg电机重构模型。(3)对bsg电机模型进行电磁分析。通过有限元软件Ansoft的Rxmprt模块对借助逆向工程所建立的重构进行完善,建立了电磁分析模型,利用Maxwell模块对bsg电机做了电磁分析;通过与实验数据比较,验证了所做模拟的正确性;并利用Ansoft软件的Simplore模块,对电机整流系统进行仿真分析。从设计方法和工作机理上分析了该bsg电机的电磁性能,为后续电机结构的优化提供了设计理论参考。(4)对bsg电机模型进行散热分析。基于流体力学、传热学基本理论,考虑电机不同零部件热源的差异性以及电机运转时流体流场和温度场的复杂分布,采用有限体积数值计算方法,对该电机整机温度场进行了仿真计算。对电机内部零部件温度分布进行了分析研究,得到温度最高部件定子绕组温度分布图,通过与实验数据对比,计算误差在0.4%内,验证了所建数值模型和采用计算方法的准确性。该数值模拟方法为电机温度场分析提供了简捷高效的计算方法,从而提高了电机性能的优化效率、促进国外产品的国产化。(5)对bsg电机进行了结构优化。优化内容主要包括在bsg电机端盖室内设置了钢套结构,克服了普通轴承套高温高载荷下易变形造成轴承晃动的缺点,使得整个电机轴承可以稳定运行,从而延长了电机的使用寿命;在永磁体磁钢的固定位置设置了固定片,既解决了磁钢的固定稳定性差的问题,又对磁钢起到了一定的保护作用,使爪极发电机结构得到了改进优化,性能得到了提高。通过逆向技术与传统设计技术的结合,加快了机械产品的国产化进程。逆向技术以及数值仿真技术在汽车行业的广泛应用,对引进、消化、吸收国外产品的先进技术,国内发电机制造技术水平的提高等具有重要的意义。

关键词： bsg电机性能测试逆向工程电磁分析散热分析数值模拟

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bsg电机的散热仿真分析

微电机 2016年第8期49卷 19-21页

作者：李卫民马平平辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121001

采用逆向工程对某进口电机进行了逆向建模,基于流体力学、传热学基本理论,考虑电机不同零部件热源的差异性以及电机运转时流体流场和温度场的复杂分布,采用有限元数值计算方法,对该电机整机温度场进行了仿真计算。通过与实验数据对比,... 详细信息

采用逆向工程对某进口电机进行了逆向建模,基于流体力学、传热学基本理论,考虑电机不同零部件热源的差异性以及电机运转时流体流场和温度场的复杂分布,采用有限元数值计算方法,对该电机整机温度场进行了仿真计算。通过与实验数据对比,计算误差均在0.4%内,验证了所建数值模型和采用计算方法的准确性,随后对电机内部零部件温度分布进行了分析研究。该数值模拟方法为电机温度场分析提供了简捷高效的计算方法,从而提高了电机性能的优化效率、促进国外产品的国产化。

关键词：流体散热 bsg电机逆向工程

用NEDC循环参数设计bsg电机功率和系统控制策略

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装备制造技术 2016年第1期 164-166,170页

作者：邹小松何贝贝王文成柳州五菱柳机动力有限公司广西柳州545005

通过分析增加bsg系统前的整车NEDC循环试验时ECU采集到的发动机转速和扭矩,计算出不同bsg电机与发动机传动比的bsg电机转速和扭矩,然后根据bsg电机额定转速及外特性特点,可以计算出bsg电机的功率。选定bsg电机功率和传动比后,再根据NED... 详细信息

通过分析增加bsg系统前的整车NEDC循环试验时ECU采集到的发动机转速和扭矩,计算出不同bsg电机与发动机传动比的bsg电机转速和扭矩,然后根据bsg电机额定转速及外特性特点,可以计算出bsg电机的功率。选定bsg电机功率和传动比后,再根据NEDC循环工况来设计初步的bsg系统的控制策略。

关键词： bsg电机 NEDC 控制策略

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发动机bsg电机解耦器系统敲击机理及抑制

小型内燃机与车辆技术 2023年第3期52卷 37-41页

作者：童川陈敏治张燕郑天兵蒋洪锋胡军峰宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司浙江宁波315336

为了提高发动机的性能及降低油耗,并且更好地做到发动机小型化-三缸机,现在很多发动机采用48 V轻混系统。三缸发动机的动力总成搭载48 V轻混系统,可以在启动工况及加速工况中降低发动机转速波动及降低发动机附件系统张力和波动。三缸机... 详细信息

为了提高发动机的性能及降低油耗,并且更好地做到发动机小型化-三缸机,现在很多发动机采用48 V轻混系统。三缸发动机的动力总成搭载48 V轻混系统,可以在启动工况及加速工况中降低发动机转速波动及降低发动机附件系统张力和波动。三缸机动力总成搭载48 V轻混系统会搭配解耦器系统,但是随之会带来一定的噪声问题。

关键词：发动机 bsg电机解耦器系统噪声

集成bsg的双电机串并联PHEV控制策略研究

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集成BSG的双电机串并联PHEV控制策略研究

作者：韩冲河南科技大学

学位级别：硕士

随着环保法规日趋严格,各国都在提倡节能减排,减少碳排放,保护生态环境,有关取代传统燃油汽车的呼声愈演愈烈,各国车企也都开始了替代燃油车方案的研究。目前,在纯电动汽车有关电池的难题无法解决的背景下,油电混合动力汽车因为同时拥... 详细信息

随着环保法规日趋严格,各国都在提倡节能减排,减少碳排放,保护生态环境,有关取代传统燃油汽车的呼声愈演愈烈,各国车企也都开始了替代燃油车方案的研究。目前,在纯电动汽车有关电池的难题无法解决的背景下,油电混合动力汽车因为同时拥有燃油车与纯电动汽车的优点,被视为目前解决纯燃油汽车节能减排的最佳方案,并将作为电池技术没有重大突破下的过渡车型。对此本文提出一种集成bsg的双电机串并联插电式混合动力汽车结构,并基于该结构搭建一个集成bsg电机的双电机串并联结构的PHEV试验台架,为控制策略的实践提供试验平台。本文所设计的PHEV参考现有某款燃油SUV整车参数,首先确定了传动系统的结构,对动力总成进行布置,并根据汽车动力学理论对动力总成进行参数匹配以及选型。其次完成了在Cruise中对车身结构、发动机、电机以及动力电池进行参数输入和建模工作,并在Simulink中完成整车控制策略模型的搭建,并通过Interface的连接方式完成Cruise与Simulink的联合仿真,针对仿真结果进行了具体分析。最后将整车参数等效缩比后搭建试验台架,并进行试验,验证控制策略的可行性。针对仿真结果,本文将百公里综合电耗换算为等效百公里综合油耗,以更加直观的指标反映PHEV及控制策略的燃油经济性。本文在NEDC及WLTC两种不同工况下的仿真测试等效油耗以及在NEDC工况下的台架测试等效油耗均小于5L/100km,结果表明:本文搭建的控制策略具有可行性,并且满足设计性能指标,并且达到了省油效果,同时针对试验结果上的不足,提出了具体的优化方向。

关键词： PHEV bsg电机双电机控制策略试验台架

基于AVL台架的bsg电机性能测试方法研究

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时代汽车 2021年第11期 4-6页

作者：余剑冯春晖朱时敏洪先建陆思灏上海机动车检测认证技术研究中心有限公司上海市201805 国家机动车产品质量监督检验中心(上海) 上海市201805 国家新能源机动车产品质量监督检验中心上海市201805

针对bsg电机系统具有高转速、低扭矩的性能特点以及在整车上通过皮带传递扭矩而无同轴度对中要求的结构特点,设计了使用多楔带传动的性能测试试验工装,能够实现较高转速bsg电机系统在较低转速的AVL测功机上进行性能测试。试验结果表明:... 详细信息

针对bsg电机系统具有高转速、低扭矩的性能特点以及在整车上通过皮带传递扭矩而无同轴度对中要求的结构特点,设计了使用多楔带传动的性能测试试验工装,能够实现较高转速bsg电机系统在较低转速的AVL测功机上进行性能测试。试验结果表明:该试验方法能够满足bsg电机性能测试要求,同时具有工装简易、安装方便、试验过程中能有效降低测功机及被测电机振动值的特点。

关键词： bsg电机多楔带性能测试

bsg混合动力轿车动力系统参数设计及试验研究

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汽车技术 2008年第6期 24-27页

作者：叶先军赵韩张炳力王希珍合肥工业大学

介绍了bsg混合动力轿车动力系统的结构及工作原理,对发动机、bsg电机、蓄电池以及传动系传动比进行了参数设计,并对bsg电机不参与工作和参与工作两种状态下轿车的动力性、燃油经济性和排放性能进行了对比试验。试验结果表明,bsg电机参... 详细信息

介绍了bsg混合动力轿车动力系统的结构及工作原理,对发动机、bsg电机、蓄电池以及传动系传动比进行了参数设计,并对bsg电机不参与工作和参与工作两种状态下轿车的动力性、燃油经济性和排放性能进行了对比试验。试验结果表明,bsg电机参与工作时bsg混合动力轿车的动力性、燃油经济性和排放性能均有显著改善。

关键词：混合动力轿车 bsg电机参数设计试验

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微混合动力产品研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2009年第B11期32卷 61-63页

作者：王燕夏顺礼韩太安安徽江淮汽车股份有限公司技术中心安徽合肥230601

文章主要介绍了微混合动力技术在某商务车上的产品开发研究,通过在整车上实现制动能量回收、即起即停和起步扭矩辅助等功能,从而降低车辆的燃油油耗率、提升车辆排放水平和整车的驾驶舒适性。

关键词：微混合动力 bsg电机超级电容即起即停制动能量回收

基于混合动力轿车实际工况的电机参数匹配与试验方法研究

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基于混合动力轿车实际工况的电机参数匹配与试验方法研究

作者：尹建坤吉林大学

学位级别：硕士

对于混合动力电动车来说，道路工况对整车的功率需求主要由发动机来提供，牵引电机起“削峰填谷”的作用，由于传统混合动力车用牵引电机参数匹配方法重点考虑发动机工作效率区间的优化，往往造成整车功率分配的不合理，使得牵引电机高... 详细信息

对于混合动力电动车来说，道路工况对整车的功率需求主要由发动机来提供，牵引电机起“削峰填谷”的作用，由于传统混合动力车用牵引电机参数匹配方法重点考虑发动机工作效率区间的优化，往往造成整车功率分配的不合理，使得牵引电机高效率区工作点的比重不是很高，因此会降低整车经济性。另外，传统车用电机的测试方法并不能反映道路工况对于某一款混合动力电动车用电机的使用要求。针对这些问题，结合企业项目本文对实际道路循环工况下混合动力轿车用电机的参数匹配和性能评价进行了深入的研究。本文首先进行了实际道路工况下混合动力电动车的运行试验，根据实车采集的数据，统计分析了该城市的车辆运行规律。在MATLAB中对车速数据进行了运动片段划分，并计算了各运动片段的特征值，然后在SPSS软件中对运动学片段进行了主成分分析和聚类分析，根据聚类分析结果制定了体现该城市道路特点的畅通工况、拥堵工况和综合工况，并提取了相应的电机转速、转矩工况。根据整车对bsg（Belt starter and Generator）电机和牵引电机的动力性要求匹配bsg电机和牵引电机的峰值参数（峰值转矩、峰值转速和峰值功率）。根据对实际道路循环工况bsg电机的工作模式分布的分析，发现在实际循环工况中bsg电机大部分工作在发电模式，提出了基于实际工况的bsg电机额功率确定方法，另外结合电机损耗模型、牵引电机工作转速、转矩的二维分布，循环工况电机转速、转矩工况，确立牵引电机在该工况下的最优额定参数，最后在CRUISE软件中搭建了整车仿真模型，对匹配原电机的整车和新匹配电机的整车进行了仿真分析，仿真结果表明新匹配电机高效率区工作点的比重更提高了，整车经济性也得到了提高。根据实际道路工况牵引电机的工作分布，提出了基于实际道路工况的电机测试工况及评价方法，并通过台架试验，对比了传统试验方法和电机测试工况的试验方法，一方面验证了电机测试工况的可行性，另一方面基于测试工况的电机试验及评价更能反映整车在实际工况运行对牵引电机的要求。

关键词：混合动力汽车循环工况 bsg电机牵引电机电机测试工况