摘要：模块化级联电机系统(Modular Cascade Machines,MCM)是一种新型的电机驱动系统,系统内各单元电机像电池一样,一个电机为一个模块,多个单元电机模块协同工作,通过改变匹配的模块数量或模块参数得到不同的符合要求的系统外特性。可以设计一系列单元电机模块,采用标准模块式结构,统一接口标准,不同功率需求可以通过改变模块数量来满足要求,而不需要重新设计模块电机;既能满足不同负载的性能需求,提高容错性能和可靠性,又能使选型、使用以及维护时更加方便。MCM系统用于电动汽车时,通过多个模块电机的匹配,突破了电机特性与整车需求特性不匹配的制约与限制,得到更加适用于电动汽车的电驱动系统转矩/转速和高效区特性。
作者：韩守亮
本文主要就MCM系统在电动汽车中的应用问题展开研究,包括系统的匹配方法、模块电机的设计方法、提高系统效率的转矩分配策略等。为实现模块电机合理的配置,得到适合动力系统需求外特性的模块电机参数指标,研究了适合MCM系统的匹配方法。首先建立了电驱动动力系统仿真模型,确定了动力系统的外特性,分别研究了基于效率快速预估方法的单模方式匹配方法和基于遗传算法的多模方式匹配方法,采用优化算法以高效区范围和系统质量为优化目标,实现对多电机参数指标的确定,给出了不同车型MCM系统匹配的基本方案,为了实现快速匹配,还给出了一种效率快速预估方法,为模块电机设计和应用奠定了理论基础。针对MCM系统的特点及电驱动系统的要求,对提高MCM系统可靠性的拓扑结构以及提高功率密度、扩大高效区的模块电机设计方法进行了研究。提出了两种模块化级联电机拓扑结构,并分析了设计特点,给出了设计要求。
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