[发明专利]一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法

说明书

本发明提供一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法，通过建立电机总效率与各定子效率、各定子转矩分配系数的关系，建立三者之间的三维模型，并利用粒子群算法多次迭代计算得出电机总效率最优解。将粒子群算法应用到电机驱动效率优化，能够最大程度拓宽电机运行高效率区间，同时也能能够增加电动汽车续航里程。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，特别是，涉及一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法。

背景技术

电动中型客车与以内燃机为动力的汽车相比具有很多优势，如电动中型客车振动噪音小，结构简单动力传动效率高，易于整车布置、乘员舱空间宽敞平整，动力性能优良等。纯电动中型客车驱动电机的选择必须满足车辆的动力性要求，如最高车速、加速性能和最大爬坡度等。

相比于传统径向磁通电机，轴向磁通永磁同步电机具有低速大转矩、高能量密度等优点，适用于载客量更大的电动中型客车使用。现有研究中，对双转子-单定子轴向磁通永磁同步电机基于麦克斯韦方程组和磁等效电路组合解进行了解析建模，对双转子-单定子的轴向磁通永磁同步电机进行了优化设计。而相对于双转子-单定子的轴向磁通永磁同步电机，双定子-单转子结构的轴向磁通永磁同步电机具有较好的散热性能和较大的额定输出转矩。传统的效率优化方法一般从以下几个方面进行：从电机结构或材料等方面减小定转子铁耗、定子铜耗等损耗提高效率，从电机控制方面采用空间矢量控制或直接转矩控制提高效率。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的转矩分配方法中存在的缺陷，从而提供一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法，包括以下步骤，

S1：实验测得多盘轴向磁通永磁同步电机的多组转矩、转速与效率的数据，建立各定子输入输出转矩的数学关系，并由之得到电机总效率与各定子效率、各定子转矩分配系数的关系，并以此作为适应度函数；

S2：通过数据拟合，建立以单个定子的转矩分配系数效率函数、电机转速和电机总转矩的三维模型；

S3：对所述三维模型进行粒子群算法寻优，电机总效率与转矩分配系数效率函数的关系作为适应度函数，进过多次迭代计算，得出使电机总效率最大时的定子转矩分配系数的最优解。

作为本发明所述电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法的一种优选方案，其中：定子转矩分配系数为各个定子分配的转矩占多盘轴向永磁同步电机总转矩的比例，且各个定子的分配系数之和为1.

作为本发明所述电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法的一种优选方案，其中：所述单个定子的转矩分配系数效率函数为不同转矩转速下单个定子的转矩分配系数与单个定子的效率之比。

作为本发明所述电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法的一种优选方案，其中：所述适应度函数为各个定子的转矩分配系数效率函数之和。

作为本发明所述电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法的一种优选方案，其中：所述适应度函数值最小时，所述电机总效率最大，所述粒子群算法寻得最优解。

作为本发明所述电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法的一种优选方案，其中：所述多盘轴向磁通永磁同步电机的各个定子模块相同，根据任意转速转矩情况都有对应的各个定子转矩分配系数效率函数，用于确定电机总效率。