先进汽车缓速器理论与试验PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1汽车缓速器概述 1

1.1.1汽车缓速器的发展背景 1

1.1.2汽车缓速器的发展意义 4

1.2汽车缓速器的研究现状 4

1.2.1汽车缓速器的分类 4

1.2.2永磁缓速器的发展现状 9

1.2.3涡流制动理论的研究进展 11

1.2.4多物理场耦合理论的研究进展 12

第2章 缓速器设计理论基础 13

2.1缓速器设计的基础理论体系 13

2.1.1基础理论体系的组成 13

2.1.2缓速器中的物理场 14

2.2电磁场理论 17

2.2.1 Maxwell方程组 17

2.2.2磁位及其偏微分方程 18

2.2.3边界条件和边值问题——定解条件 19

2.2.4磁场能量与电磁力 21

2.3温度场理论 24

2.3.1稳态导热基本定律 24

2.3.2导热微分方程 24

2.3.3温度场单值性条件 25

2.3.4 3D稳态温度场边值问题 26

2.4流场理论 26

2.4.1流体流动问题的数值方法 26

2.4.2流体流动问题数值计算的主要过程 28

2.5磁路分析方法基础 30

2.5.1磁路计算基础 30

2.5.2永磁磁路的计算方法 34

2.6小结 35

第3章 液冷式永磁缓速器的结构与工作原理 36

3.1传统永磁缓速器 36

3.1.1永磁缓速器的结构与工作原理 36

3.1.2永磁缓速器的控制与安装 39

3.1.3永磁缓速器的特点 40

3.1.4永磁缓速器的使用效果 41

3.2液冷式永磁缓速器的结构 42

3.3液冷式永磁缓速器的工作原理、安装方式及使用效果 45

3.3.1液冷式永磁缓速器的工作原理 45

3.3.2液冷式永磁缓速器的安装方式 47

3.3.3液冷式永磁缓速器的使用效果 51

3.4液冷式永磁缓速器的整车匹配 51

3.4.1电气特性匹配 52

3.4.2散热性能匹配 53

3.4.3制动性能匹配 56

3.5小结 59

第4章 永磁缓速器数学模型 60

4.1永磁缓速器的动力学模型 60

4.1.1缓速器制动时的汽车动力学方程 60

4.1.2缓速器对汽车制动效能的影响 61

4.1.3缓速器对汽车制动力分配的影响 64

4.2永磁缓速器电磁场的数学模型 65

4.2.1模型假设 66

4.2.2磁路计算 66

4.2.3涡流磁动势 68

4.2.4合成气隙磁场的计算 70

4.2.5制动力矩的计算 72

4.3永磁缓速器温度场的数学模型 72

4.3.1模型假设 72

4.3.2热传导的边界条件 73

4.3.3传热系数的计算 74

4.3.4传热系数的修正 75

4.4永磁体高温失磁的数学模型 76

4.4.1永磁体工作点的分析 76

4.4.2数学模型 77

4.4.3永磁体失磁数值的计算 78

4.4.4失磁模型试验 78

4.5小结 80

第5章 永磁缓速器多物理场耦合分析 81

5.1多物理场耦合分析方法 81

5.1.1多物理场耦合的形式与机理 81

5.1.2多场耦合系统设计理论 82

5.1.3永磁缓速器多物理场的关系 83

5.2永磁缓速器的电-磁-热场耦合数值分析 84

5.2.1仿真工具的使用 84

5.2.2 JMAG-Designer简介 85

5.2.3 JMAG-Designer分析过程 86

5.2.4电磁场计算 90

5.2.5涡流损耗和温度场计算 92

5.2.6电磁场和温度场耦合计算 94

5.3永磁缓速器的热-流场耦合数值分析 96

5.3.1 ANSYS-CFX简介 96

5.3.2使用ANSYS-CFX建模 96

5.3.3 ANSYS-CFX仿真结果 100

5.3.4热-流场耦合计算 102

5.4电-磁-热-流场耦合分析 103

5.5小结 105

第6章 永磁缓速器设计方法 107

6.1静态设计方法 107

6.1.1试验模型 107

6.1.2静态吸力的计算 107

6.1.3吸力与制动力矩的关系 108

6.1.4验证模型 109

6.2定子材料属性对制动性能的影响 111

6.2.1计算模型 111

6.2.2电导率的影响 111

6.2.3磁导率的影响 112

6.2.4定子材料的影响 112

6.2.5定子表面镀覆层的影响 113

6.3永磁缓速器关键参数的计算 115

6.3.1缓速器最大制动功率的确定 115

6.3.2气隙长度的选取 115

6.3.3永久磁铁的设计 116

6.3.4定子厚度 117

6.3.5磁性材料的选取 117

6.3.6磁屏蔽转子的材料及厚度 118

6.4永磁缓速器设计实例 120

6.4.1基本数据及技术要求 120

6.4.2主要尺寸的确定 121

6.4.3气隙磁场 122

6.4.4试验分析 122

6.5永磁缓速器优化设计方法 123

6.5.1各种优化方法 123

6.5.2试验设计法 123

6.5.3 Rosenbrock方法 125

6.5.4永磁缓速器的优化设计 125

6.6永磁缓速器CAD平台开发 128

6.6.1永磁缓速器CAD平台体系的结构 128

6.6.2永磁缓速器CAD开发组件的集成 128

6.6.3永磁缓速器CAD开发平台的实现 131

6.7小结 132

第7章 液冷式自励缓速器 134

7.1自励缓速器简介 134

7.2传统自励缓速器的结构与原理 135

7.2.1经典风冷式自励缓速器 135

7.2.2组合式自励缓速器 136

7.2.3双转子盘式自励缓速器 137

7.2.4带液冷系统的自励缓速器 138

7.3液冷式自励缓速器的结构与工作原理 138

7.4液冷式自励缓速器发电机设计 141

7.4.1发电机的主要结构尺寸 141

7.4.2发电机的瞬态场仿真 143

7.4.3发电机的空载特性和负载特性 147

7.5液冷式自励缓速器的制动特性 148

7.5.1磁路计算 148

7.5.2制动力矩的有限元分析 150

7.5.3试验验证 152

7.5.4参数化分析 153

7.6小结 155

第8章 能量回收型缓速器 156

8.1能量回收型缓速器的发展背景及分类 156

8.1.1能量回收型缓速器的发展背景 156

8.1.2能量回收型缓速器的分类 157

8.2液压储能式能量回收型缓速器 159

8.2.1液压储能式能量回收型缓速器的研究现状 160

8.2.2液压储能式能量回收型缓速器的分类 161

8.3飞轮储能式能量回收型缓速器 164

8.3.1飞轮储能式能量回收型缓速器的相关研究背景 164

8.3.2飞轮储能式能量回收型缓速器的研究最新进展 166

8.3.3飞轮储能式能量回收型缓速器的优缺点 169

8.4电储能式能量回收型缓速器 170

8.4.1 ISG方案 170

8.4.2 ISG电机的布置 171

8.4.3 ISG电机类型的选取 173

8.4.4 ISG的控制系统 174

8.4.5电储能式能量回收型缓速器的应用案例 175

8.5小结 177

第9章 缓速器控制技术 178

9.1汽车电子控制技术概述 178

9.2缓速器控制技术 180

9.2.1缓速器控制系统的组成 181

9.2.2档位分级机构 182

9.2.3传感器 182

9.2.4缓速器驱动组件 183

9.2.5电源管理系统 183

9.2.6自诊断系统 184

9.2.7总线控制技术 185

9.2.8处理器 186

9.3缓速器的电路测试标准 192

9.4永磁缓速器控制系统设计举例 194

9.4.1控制系统的功能 194

9.4.2控制系统外部引脚的定义 197

9.5小结 199

第10章 汽车缓速器试验 200

10.1缓速器试验方法 200

10.2缓速器制动性能要求 201

10.3缓速器试验系统 202

10.3.1台架试验系统的构成 202

10.3.2底盘测功机试验系统的构成 205

10.3.3车载道路试验系统的构成 206

10.4永磁缓速器试验结果及分析 208

10.4.1台架试验内容及数据分析 208

10.4.2底盘测功机试验结果及分析 209

10.4.3车载道路试验结果及分析 212

10.5永磁缓速器性能评价指标 212

10.6自励缓速器试验内容及数据分析 214

10.6.1发电机性能试验 214

10.6.2缓速器制动性能试验 215

10.6.3缓速器制动力矩热衰退试验 217

10.6.4缓速器恒功率制动试验 217

10.7小结 217

参考文献 219