驅動系統
關注創建者：汽車技術課程 創建時間：2020-11-20
驅動系統的視頻教程
汽車電驅動系統ANSYS仿真高級實戰：國標合規仿真、復雜模型處理、多物理場耦合分析等核心技能
：電驅動系統齒輪嚙合接觸關系快速建立方法、比例阻尼及激勵載荷高級設置（上） 第13講：掃頻振動分析：電驅動系統齒輪嚙合接觸關系快速建立方法、比例阻尼及激勵載荷高級設置（下） 第14講：掃頻振動分析：電驅動系統動態響應評估與結果深度解析 第15講：定頻振動分析：定頻振動響應中的頻率選取、模態振型分析、阻尼特性與激勵頻率響應影響評估 第16講：振動聲學耦合：電驅動系統NVH諧波聲學仿真、聲振傳遞路徑分析
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復雜電驅動系統動態實時功率測試
復雜電驅動系統動態實時功率測試 適合人群：汽車行業從業人員 復雜電驅動系統動態實時功率測試【已結束】 直播時間：2019-11-26 10:00 對于由各種不同組件組成的復雜混合動力系統，功率測量存在很多的挑戰，例如包括多電機、變速箱、逆變器、電池和內燃機等部件的復雜混合驅動系統。
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驅動系統的實例教程
摘 要
電驅動系統屬于結構核心零部件，受社會發展趨勢影響，其未來發展趨勢為高速化、集成化。將其與傳統動力系統相對比發現，電驅動系統內部缺少噪聲掩蓋裝置，使得電機噪聲、齒輪嚙合階次噪聲日益嚴重，在高速化、集成化發展過程中，電驅動系統內部耦合性不斷提高，系統響應日益復雜，如何降低噪聲成為了一項重點內容。本文通過高速電驅動系統剛柔耦合建模及動力學特性，針對其振動噪聲展開分析，旨在為相關人員優化電驅動系統提供幫助。
關鍵詞
電驅動系統 減速器 剛柔耦合動力學建模 振動噪聲
電驅動系統作為我國未來發展的關鍵，其使用覆蓋范圍日益提高，且其行業地位也日益提高，有關人員對其關注度不斷提高。
展開 摘 要
電驅動系統屬于結構核心零部件，受社會發展趨勢影響，其未來發展趨勢為高速化、集成化。將其與傳統動力系統相對比發現，電驅動系統內部缺少噪聲掩蓋裝置，使得電機噪聲、齒輪嚙合階次噪聲日益嚴重，在高速化、集成化發展過程中，電驅動系統內部耦合性不斷提高，系統響應日益復雜，如何降低噪聲成為了一項重點內容。本文通過高速電驅動系統剛柔耦合建模及動力學特性，針對其振動噪聲展開分析，旨在為相關人員優化電驅動系統提供幫助。
關鍵詞
電驅動系統 減速器 剛柔耦合動力學建模 振動噪聲
電驅動系統作為我國未來發展的關鍵，其使用覆蓋范圍日益提高，且其行業地位也日益提高，有關人員對其關注度不斷提高。對其發展進行分析發現，電驅動系統振動噪聲問題成了限制其發展的主要原因，實際優化中，可以嘗試以電驅動系統減速器剛柔耦合動力學模型為切入點，針對振動噪聲展開分析，明確最終優化。
1 電驅動系統動力學建模及振動噪聲研究現狀
1.1 電驅動系統動力學建模
通過對現有資料進行收集整理可知，現階段，驅動電機與減速器的一體化電驅動系統動力學模型為劣勢內容，研究人員對其關注度較低，在所構建的耦合電磁激勵與齒輪傳遞誤差激勵模型中，都滲透有其內部結構組成耦合變形內容。下面針對驅動電機系統建模與一體化電驅動系統動力學建模進行了闡述：
1. 驅動電機振動噪聲建模：現階段，此方面內容常用建模手法有很多，比如數值計算方法、解析計算方法、半解析計算方法等。從本質上進行分析，驅動電機電磁振動噪聲計算具有復雜性特點，包括眾多類型問題，比如電磁場、結構模態、振動相應等。借助上述方法可以高速、優質地完成電磁力計算，模擬出其在自然狀態下的振動噪聲情況 [1]。
2.
展開 1 結構及工作原理
1.1 結構組成
多合一電驅動系統由EM，G-BOX，IPU，DCDC，OBC，HV-BOX，VCU，ACP，PUMP共9部分組成，如圖1所示。整體采用四段式結構，分別為減速器左端蓋、減速器右端蓋、電機定子殼體、電機后端蓋，其中減速器右端蓋為電機和減速器共用端蓋。ACP固定在電機左端蓋上，PUMP固定在電機右端蓋上。IPU，DCDC，OBC，HV-BOX，VCU布置在控制器系統殼體中，DCDC，OBC布置在同一層，稱之為電源層；HV-BOX和IPU，VCU布置在同一層，稱之為電機控制層，電源層和電機控制層共同組成控制器系統，布置在EM正上方。該多合一電驅動系統為原有長安量產的三合一電驅動系統和電源系統的進一步集成產品，提高了能量密度和冷卻效率。
圖1 多合一電驅動系統三維數模
1.2 系統原理
該多合一電驅動系統的系統原理圖如圖2所示，主要包括高壓電傳輸、低壓電信號傳輸、熱量交換、動力傳遞等，其中高壓電包括高壓直流電、高壓交流電、家用220 V交流電；低壓電信號包括12 V直流電信號、CAN信號、高壓互鎖信號、電子鎖位置信號、制動踏板位置信號等共62個電信號。
圖2 多合一電驅動系統原理簡圖
動力電池輸出高壓直流電，經過HV-BOX中疊層銅排將高壓直流電分配成4部分，包括控制器系統內部IPU中的INV功率模塊、DCDC模塊，外部的ACP，PTC。INV功率模塊將高壓直流電轉換成高壓交流電輸送到EM，驅動EM旋轉；DCDC模塊將高壓直流電轉換成低壓直流電輸送給12 V蓄電池，實現對12 V蓄電池進行動態充電，12 V蓄電池輸出低壓直流電給IPU中的INV控制模塊和VCU控制模塊[10]。
展開 本文基于一款新能源乘用車驅動系統高度集成化的開發需求，研發了一款三合一電驅動系統，闡述了該驅動系統的結構方案及電氣原理，介紹了系統冷卻方案，并針對系統的散熱性能進行熱仿真分析研究，最后制作樣機進行臺架測試，測試結果表明，本文設計的三合一電驅動系統具有良好的輸出性能。
1 結構設計與電氣原理
1.1 集成結構設計
如圖1所示，電機、控制器、減速器構成了三合一電驅動系統總成開發的關鍵技術。驅動電機的核心結構由定、轉子組件構成，關鍵材料包括鐵心材料、永磁體、電磁線、高速軸承和位置傳感器等；控制器的核心結構由半導體功率器件、直流支撐電容、集成電路芯片及軟件架構等構成；減/變速器關鍵技術主要包括齒輪及軸系、密封與潤滑、離合器、執行機構、駐車系統等。
圖1 三合一電驅動系統關鍵零部件
電驅動系統的技術指標：峰值功率55 kW，峰值轉矩150 N·m，最高轉速10 000 r/min。本文設計的三合一電驅動系統整體結構如圖2所示，驅動電機前端與減速器連接固定，電機控制器安裝于電機與減速器的上方，此方案集成度高，整體體積較小。同時，冷卻技術作為三合一電驅動系統開發的核心，本文將控制器冷卻液出口與電機冷卻液入口集成設計，實現了控制器散熱水道與電機冷卻水道的一體化設計，使得整個產品成本更低、散熱效果更好。
圖2 三合一電驅動系統結構示意圖
1.2 IGBT模塊選型
控制器結構如圖3所示，IGBT作為核心功率器件，其關鍵控制要素包括參數及可靠性要求、過流和短路保護、過電壓保護等。因此，IGBT選型要綜合考慮其自身的輸出效率、控制器運行峰值電壓及驅動電機最大反電動勢等條件。
展開 圖6 峰值工況下IGBT溫度分布
3 三合一系統硬件設計
三合一電驅動系統的電氣原理如圖7所示，控制系統在12 V電源網絡下工作，通過CAN網絡與整車進行通訊，控制器功率部分的逆變單元能夠將直流電轉化為交流電并輸入至永磁同步電動機，控制器成熟的底層配置和軟件算法以及各采樣電路、保護電路，可以確保電機控制器穩定工作。
三合一電驅動系統的PCB由控制板和驅動板組成，驅動單元和控制單元之間通過線束通訊，避免高低壓之間的干擾。PCB電路通常集成有通訊電路、溫度采樣電路、電壓采樣電路、相電流采樣電路、轉子位置檢測電路、電源轉換電路、驅動電路以及各保護功能電路等，這些電路組合在一起共同確保整個三合一電驅動系統的正常工作。
圖7 三合一電驅動系統電氣原理框圖
4 樣機性能實驗驗證
為了進一步研究三合一電驅動系統的輸出性能，制作樣機并對系統的輸出特性、效率以及溫升進行測試，測試臺架如圖8所示。
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系統建模結果
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、線束線纜、整車熱管理（乘用車+商用車）、電池熱管理、空調熱管理、驅動系統熱管理等等新能源汽車熱管理領域。
他和Ansys系統事業部的技術團隊負責中國市場基于SCADE的模型驅動系統和軟件工程的推廣和實踐。已經為航空、航天、國防、軌道交通、核電等領域的幾十個客戶提供SCADE在項目中的實施咨詢服務，包括研制流程的定義和定制、設計標準定制、基礎庫設計、研制平臺建設、以及根據項目需要對SCADE進行定制開發等。積累了豐富的基于SCADE模型驅動的軟件工程實踐經驗。
15:45-16:30 | 基于AEDT實現新能源汽車電驅動系統級EMC仿真
演講嘉賓：王遲｜富奧汽車零部件股份有限公司電動系統分公司 EMC主管
擁有12年新能源汽車電驅動EMC全棧經驗，精通EMC仿真、設計、驗證與可靠性保障，累計發明專利10余項、實用新型專利20余項。
關于Custom Machine & Tool公司
Custom Machine & Tool 有限公司(CMT) 自1964年以來一直是美國一家值得信賴的精密同步帶輪、驅動系統和運動控制組件制造商。CMT以其專有的Concentric Maxi Torque?無鍵輪轂軸連接系統而聞名，為動力傳動和自動化領域的工程師和OEM提供支持。
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