电动汽车用增程发电机的设计与优化

微特电机 ›› 2022, Vol. 50 ›› Issue (8): 8-14.

电动汽车用增程发电机的设计与优化

孙维国, 胡岩, 吴家成

沈阳工业大学电气工程学院,沈阳 110870

收稿日期:2022-05-24 出版日期:2022-08-28 发布日期:2022-08-25
作者简介:孙维国(1998—)男,硕士研究生,研究方向为电机及其控制。胡岩 (1964—)女,教授,博士生导师,研究方向为特种电动机及其控制,电磁场数值分析。吴家成(1993—)男,博士研究生,研究方向为特种电机及其控制。

Design and Optimization of Extended Range Generator for Electric Vehicle

SUN Weiguo, HU Yan, WU Jiacheng

College of Electrical Engineering, Shenyang University of Technology,Shenyang 110870, China

Received:2022-05-24 Online:2022-08-28 Published:2022-08-25

摘要/Abstract

摘要： 以一台额定功率30 kW、额定转速6 000 r/min的发电机为研究对象,针对电动汽车增程发电机的强耦合、多变量和非线性特性,以发电机效率、电磁转矩波动和功率密度为优化目标进行研究分析。采用磁路法对发电机进行初步设计,采用有限元法进行电磁分析,验证初步方案的合理性;选取优化目标和优化因子并通过参数灵敏度和相关性分析判断每个优化因子影响权重,引入遗传算法、响应面法和参数化扫描法相结合的方法对发电机原始设计参数进行多目标优化;通过有限元验证了该方法的有效性,为增程发电机的优化设计提供了一种新的途径。

关键词: 增程发电机, 多目标优化, 遗传算法, 响应面, 参数化

Abstract: A generator with rated power of 30 kW and rated speed of 6 000 r/min was taken as the research object. In view of the strong coupling, multi-variable and nonlinear characteristics of the extended range generator of electric vehicles, the generator efficiency, electromagnetic torque fluctuation and power density was studied and analyzed as the optimization objective. The magnetic circuit method was used to design the generator, and the finite element method was used for electromagnetic analysis. To verify the rationality of the preliminary scheme, the optimization objective and optimization factor were selected and the influence weight of each optimization factor was determined by parameter sensitivity and correlation analysis. Genetic algorithm, response surface method and parametric scanning method were combined to carry out multi-objective optimization of generator original design parameters. The validity of the method is verified by finite element method, which provides a new way for the optimization design of this kind of extended range generator.

Key words: extended-range generator, multi-objective optimization, genetic algorithm, response surface, parameterized

中图分类号:

TM351

孙维国, 胡岩, 吴家成. 电动汽车用增程发电机的设计与优化[J]. 微特电机, 2022, 50(8): 8-14.

SUN Weiguo, HU Yan, WU Jiacheng. Design and Optimization of Extended Range Generator for Electric Vehicle[J]. Small & Special Electrical Machines, 2022, 50(8): 8-14.

[1]	薛赛, 贺青川, 潘骏, 黄晓诚. 基于分形盒维数和GA-SVM的PMSM动态偏心故障诊断方法研究[J]. 微特电机, 2022, 50(5): 1-6.
[2]	周力, 唐庆, 谭慧萍, 周探洲, 王欣, 邱亚博, 陈辉. 有限转角力矩电机设计及优化[J]. 微特电机, 2022, 50(5): 14-21.
[3]	徐潇钦, 胡岩, 刘泽宇, 曹力. 基于参数灵敏度的永磁辅助同步磁阻电机优化设计[J]. 微特电机, 2022, 50(3): 16-20.
[4]	倪玉铭, 胡岩, 刘泽宇, 曹力. 永磁辅助同步磁阻电机的电磁分析及振动噪声优化[J]. 微特电机, 2022, 50(2): 8-13.
[5]	付豪, 吴尧辉. 基于响应面法的圆筒型永磁直线电机推力特性优化[J]. 微特电机, 2022, 50(2): 31-35.
[6]	靳冶, 皇甫倩. 基于响应面算法的车载电机成本优化设计[J]. 微特电机, 2021, 49(9): 16-20.
[7]	邹定琛, 曹江华. 阶梯形转子对双定子磁通反向电机齿槽转矩的影响[J]. 微特电机, 2021, 49(3): 11-16.
[8]	黄锐, 郑东. 基于Kriging模型和粒子群算法的不等厚永磁电机优化设计[J]. 微特电机, 2020, 48(7): 19-40.
[9]	刘晓宇, 袁彬, 戴太阳, 殷毅. 基于自适应网格及响应面模型的永磁电机多目标优化[J]. 微特电机, 2020, 48(7): 24-27.
[10]	邹嘉杰, 赵世伟, 杨向宇. 基于遗传算法的外转子PMSM齿槽转矩优化[J]. 微特电机, 2020, 48(4): 1-6.
[11]	张耀, 杜荣法, 赵新超, 叶乾杰. 基于多目标遗传算法的电机噪声优化[J]. 微特电机, 2020, 48(4): 21-25.
[12]	陈阳, 李欣. 基于分离设计与优化的多电机自抗扰协同控制[J]. 微特电机, 2020, 48(3): 38-42.
[13]	周晓燕, 王德鹏, 徐志凯. 基于解析-遗传算法的永磁电机齿槽转矩优化[J]. 微特电机, 2020, 48(11): 18-21.
[14]	. 基于RBF近似模型的低速永磁电机齿槽转矩优化[J]. 微特电机, 2020, 48(1): 25-29.
[15]	许仙明, 吴静进, 吴敏, 何尚平. 永磁同步电机改进模糊PI控制研究[J]. 微特电机, 2019, 47(7): 68-71.