沿着电机轴方向粘结有2对永磁稀土单元，外转子通过轴承与电机轴可转动的连接，内定子组件包括定子铁芯叠片，内定子铁芯叠片为2对并且与永磁稀土单元一一对应设置，定子铁芯叠片的端部设置有定子绕组，散热后壳的后壁上分布有阵列式水冷散热片。
[0020]散热器安装面上还装配有控制器，控制器主要由电路、霍尔位置传感器、霍尔电流传感器和控制机箱组成。
[0021]电路有输入滤波器、IGBT功率模块和IGBT功率驱动板组成;控制器机箱由航空插头接口板、母板、控制板和电源板组成。
[0022]所述的控制器具有CAN2.0B通信控制，和3位的I/O数字控制口作为启/停、倒车、刹车制动辅助控制功能，和I个模拟加速信号输入。控制器具有过电流、过电压和欠电压的保护功能。
[0023]3位的I/O数字控制口具体为24VDC、1mA驱动、高电平有效;模拟加速信号输入为O?1Vo
[0024]满足如下指标要求:
a、带载条件下电机启动过载电流S3倍，可编程设定堵转电流S 1800A；
b、电机电流稳态测量精度<2%;
c、电机转速测量精度<1%;
d、电源电压测量精度<2%;
e、通信协议采用多重命令应答模式，以保障司控系统的准确操作。
[0025]电机结构方面采用强迫风冷和自然冷却两种结构，突出结构的紧凑性并大量使用新材料使电机能发挥最大的功率密度。采用永磁稀土电动汽车用直流无刷电机结构方式，本体设计采用聚磁和贴片式两种磁钢结构以及定子线包集中绕法和分数槽结构，尽可能消除磁钢产生的定位转矩。运行于三相六状态输出；控制器由数字信号处理单元、位置检测(霍尔传感器或旋变)单元、功率驱动单元和能量回馈及制动单元组成。
[0026]随着永磁无刷直流电机越来越广泛的应用，一些特殊场合，如航天领域对电机的性能要求就更高，所以应当采取更精确的设计方法以满足要求。最常用的场路结合设计方法是在电磁设计之后进行有限元空载磁场校核。
[0027]—种电动汽车用直流无刷电机的CAD设计方法，包括如下步骤:a、用电磁设计方法设计永磁无刷直流电机，确定电机基本结构和尺寸;b、用有限元方法计算空载磁路，校核电磁设计的磁路计算结果;0、用有限元方法和傅里叶分析方法计算虹、1((1、如、1^(1、1^9，校核电磁设计中的相应参数;d、用有限元方法计算Xad、Xaq，校核电磁设计的Xad、Xaq; e、当上述步骤的计算误差达到精度要求时，求解相量图，确定Θ角，IN的幅值及位置，进行有限元负载磁场计算，校核电磁设计的负载永磁体工作点和工作特性计算结果；
f、用Mat lab软件编程来仿真计算结果，进一步校对设计的正确性。
[0028]运用成熟有限元分析各种磁场变化和Matlab电磁设计方法、思路来设计稀土永磁电机，以及大功率电动汽车用直流无刷电机控制器设计经验，以高可靠性为前提、综合优化成本、充分地满足行业标准，高效地研制出高质量产品。
[0029]高性能钕铁硼永磁电动汽车用直流无刷电机、能适应磁霍尔或旋转变压器的位置检测传感器，通过大功率IGBT电子换向控制，实现电机软启(停)及无级调速功能，避免了启动时大电流对电源电池的冲击和对其它电子设备的电磁干扰;相对直流电机，减少了机械换向炭刷和滑环，其结构简单、可靠性高、体积小、比功率大(输出功率/重量)和高效率等优点。
[0030]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电动汽车用直流无刷电机，适用于电动汽车，其特征在于:电机本体包括外转子组件、内定子组件和电机轴，外转子组件包括外转子圆柱状壳体，外转子圆柱状壳体前后两端设置有与之紧固连接的前盖和后盖，外转子圆柱状壳体的内壁上沿着电机轴方向粘结有2对永磁稀土单元，外转子通过轴承与电机轴可转动的连接，内定子组件包括定子铁芯叠片，内定子铁芯叠片为2对并且与永磁稀土单元一一对应设置，定子铁芯叠片的端部设置有定子绕组，散热后壳的后壁上分布有阵列式水冷散热片。2.按照权利要求1所述的电动汽车用直流无刷电机，其特征在于:所述的散热器安装面上还装配有控制器，控制器主要由电路、霍尔位置传感器、霍尔电流传感器和控制机箱组成。3.按照权利要求2所述的电动汽车用直流无刷电机，其特征在于:电路有输入滤波器、IGBT功率模块和IGBT功率驱动板组成;控制器机箱由插头接口板、母板、控制板和电源板组成。4.按照权利要求3所述的电动汽车用直流无刷电机，其特征在于:所述的控制器具有CAN2.0B通信控制，和3位的I/O数字控制口作为启/停、倒车、刹车制动辅助控制功能，和I个模拟加速信号输入。5.按照权利要求4所述的电动汽车用直流无刷电机，其特征在于:3位的I/O数字控制口具体为24VDC、10mA驱动、高电平有效;模拟加速信号输入为O?10V。6.按照权利要求1至5其中之一所述的电动汽车用直流无刷电机，其特征在于:满足如下指标要求: a、带负载条件下电机启动过载电流^3倍，可编程设定堵转电流^ 1800A； b、电机电流稳态测量精度<2%; c、电机转速测量精度<1%; d、电源电压测量精度<2%; e、通信协议采用多重命令应答模式，以保障电控系统的准确操作。7.—种电动汽车用直流无刷电机的CAD设计方法，其特征在于:a、用电磁设计方法设计永磁无刷直流电机，确定电机基本结构和尺寸； b、用有限元方法计算空载磁路，校核电磁设计的磁路计算结果； c、用有限元方法和傅里叶分析方法计算Kf、Kd、Kq、Kad、Kaq，校核电磁设计中的相应参数； d、用有限元方法计算Xad、Xaq，校核电磁设计的Xad、Xaq； e、当上述步骤的计算误差达到精度要求时，求解相量图，确定Θ角，IN的幅值及位置，进行有限元负载磁场计算，校核电磁设计的负载永磁体工作点和工作特性计算结果； f、用MatIab软件编程来仿真计算结果，进一步校对设计的正确性。
【专利摘要】永磁无刷直流电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能正逐渐成为电动汽车传动中所使用的首选电机。一种电动汽车用直流无刷电机，适用于电动汽车，电机本体包括外转子组件、内定子组件和电机轴，外转子组件包括外转子圆柱状壳体，外转子圆柱状壳体前后两端设置有与之紧固连接的前盖和后盖，外转子圆柱状壳体的内壁上沿着电机轴方向粘结有2对永磁稀土单元，外转子通过轴承与电机轴可转动的连接，内定子组件包括定子铁芯叠片，内定子铁芯叠片为2对并且与永磁稀土单元一一对应设置，定子铁芯叠片的端部设置有定子绕组，散热后壳的后壁上分布有阵列式水冷散热片。
【IPC分类】H02K21/22, H02K29/06
【公开号】CN105634232
【申请号】CN201610053513
【发明人】张力争, 班浩
【申请人】沈阳正大自控工程有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月26日