电动汽车驱动系统

电动汽车驱动系统可靠性研究研 究 生：景诗毅背景和意义  1835-1836 年的运河投资热 1922-1929 年的铁路 1985-2000 年的计算机网络热 2004-2008 年的太阳能而由于能源危机和环境污染问题，电动汽车即将成为新的一代科技明星。通用汽车百年庆典，雪佛兰VOLT 电动车量产版全球首发在现代工业发展过程中，人类科技迄今共经历了 4 次科技热潮：背景和意义 电动汽车清洁无污染、能量效率高、低噪声的优点，使得电动汽车的产业化势不可挡。在电动汽车的产业化过程中，企业和客户都非常关注电动汽车的可靠性。 驱动系统是电动汽车的关键部件之一，其可靠性研究不但能够获得电动汽车电机驱动系统的可靠性指标，为行业提供经济适用的可靠性考核方法和可靠性考核标准，能够大力促进我国电动汽车的产业化，加快我国电动汽车的快速发展。 背景和意义20 世纪 40 年代。 1943 年电子管研究委员会成立，专门研究电子管的可靠性问题20 世纪 50 年代 。 1952 年美国国防部成立了电子设备可靠性咨询组 (AGREE) 。于1957 年发表了《军用电子设备可靠性》的研究报告，标志着可靠性已成为一门独立的学科，是可靠性工程发展的重要里程碑。20 世纪 60 年代。 20 世纪 60 年代是可靠性工程全面发展的阶段，也是美国武器系统研制全面贯彻可靠性大纲的年代。70 年代以后。 1977 年国际电子技术委员会 (IEC) 设立了可靠性与可维修性技术委员会可靠性研究发展四阶段萌芽阶段兴起和发展时期全面发展阶段国际化发展阶段可靠性指标 可靠度： 平均寿命：失效率：( )()R tP Tt0( )MTTFR t dt( )[( )]rtNr tt产品浴盆曲线偶然失效期工作时间t早期失效期使用寿命耗损失效期因为修而下降的失效率λ(t)失效率规定的失效率t1t0驱动系统可靠性研究现状驱动系统可靠性研究现状驱动系统可靠性研究现状驱动系统可靠性研究现状电容电容功率器件功率器件电机电机轴承轴承背景和意义分析电动汽车驱动系统薄弱环节的可靠性影响因素，对可靠性几种建模方式进行了介绍，分析了驱动系统的可靠性模型，采用冗余设计来进行了可靠性设计分析电动汽车驱动系统单应力加速模型，建立多应力加速模型，利用二元一次插值法来估算多应力加速模型参数 对电动汽车回馈制动的基本原理和研究现状进行了介绍，并对回馈制动对整个驱动系统可靠性的影响进行了分析 主要研究内容 主要研究内容 分析电动汽车驱动系统的故障模式及其故障机理，建立驱动系统故障树 开关磁阻电机驱动系统高密度、高效率低成本、宽调速直流电动驱动系统感应电机驱动系统永磁无刷电机系统新一代牵引电机系统电动汽车驱动系统分类电动汽车驱动系统分类结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠低转矩脉动、低噪声、不需要位置传感器、转速极限高矢量控制调速技术比较成熟驱动电路复杂，成本高功率密度较高电机尺寸小、体积小转子结构简单，稳定性好结构简单优良的电磁转矩控制特性城市无轨电车上广泛应用重量和体积也较大电动汽车驱动系统的结构 逆变器（IGBT)电机光电耦合母线电压采样两相电流采样DSP控制电路稳压电源PC电动汽车+-驱动信号保护信号电动汽车驱动系统结构图 MUdcCT1T3T5T6T4T2驱动系统故障模式及故障机理分析电动汽车驱动系统主电路拓扑图驱动系统故障模式及故障机理分析 电机驱动系统永磁同步电机驱动器定子转子轴承定子绕组定子铁芯转子绕组转子磁钢主电路控制器功率器件散热器母线电容集成电路控制电路驱动，保护电路转子转轴驱动系统的组成 故障模式故障机理绝缘电阻下降受潮，积灰，绝缘材料有缺陷绝缘老化连续高温，频繁启动，过载，冷热循环绝缘击穿材料缺陷，尖峰电压，线圈移动（由于电磁力、冲击、振动）造成的绝缘损伤，积灰焊接点被助焊剂腐蚀变质腐蚀油，药污损，浸蚀，运行电压过高，冲击电压断线冲击和振动，焊接点接触不良而过热，热胀冷缩定子故障模式和故障机理 定子绝缘故障 : 主要是电压过高，绝缘局部击穿。 定子铁芯故障 : 主要是由于铁芯松动  定子绕组故障： (a) 过负载下定子损伤(b) 机械疲劳造成定子开裂 ...