需求领域:节能环保;新能源及节能
背景&内容:针对中克骆瑞新能源科技有限公司研发的S163201电机电控减速器三合一电驱系统进行基于CAE技术的分析与评定,主要包括:1)基于CAE分析评定三合一电驱系统-电机的定子与机座的不同方案,模拟整车工况下的扭矩及冲击,电机发热带来的径向胀大的情境下,定子铁芯与基座之间过盈量之间的仿真,实现在极限工况下100%可靠;2)基于CAE分析三合一电驱系统-电机转子在极限转速下的机械强度,并进行实验验证;实现在1.2倍转速过载工况下,转子变形量≤0.05mm;3)基于CAE分析三合一电驱系统-电机在额定功率、峰值功率,在给定的冷却系统流量8L/min和温度55℃下的温升,并进行试验对比;实现额定功率80kw下运行2h,温度≤145℃;峰值165kw下运行30s,温度≤145℃;4)基于CAE分析三合一电驱系统-减速器的齿轮在最差工况下的应力仿真校核、花键的校核、轴承可靠性分析、轴强度分析;并进行耐久实验验证,经过402h的耐久测试,齿轮,轴,轴承无异响,无可见磨损痕迹;5)基于CAE分析三合一电驱系统的模态,并针对固有频率较低的部位给出结构优化建议,从而改善三合一电驱动系统的NVH,一阶固有频率≥800HZ。
需解决的主要技术难题:1)完成基于电机定子、机座三维模型的有限元前处理,进行有限元单元尺寸进行优化,完成网格划分、边界约束条件设定、材料属性、载荷、温度等参数设定,计算出合理的过盈量,并通过样机制作,在测试台架上输出峰值扭矩350N·m,观察定子是否会松脱;2)完成基于电机转子的三维模型的有限元前处理,进行有限元单元尺寸进行优化,完成网格划分、边界约束条件设定、材料属性、载荷、转速等参数设定,计算出合理的隔磁桥,并通过样机制作,在测试台架上做超速试验2min,峰值转速为12000RPM的1.2倍,观察有无异响,并拆解确认转子外径的变形量是否满足;3)完成基于电机的三维模型的有限元前处理,进行有限元单元尺寸进行优化,完成网格划分、边界约束条件设定、材料属性、载荷、功率,转速等参数设定,仿真出电机的绕组温度,并通过样机制作,在测试台架上分别做额定功率、峰值功率的温升测试,验证实际结构是否满足要求;4)完成基于减速器的三维模型的有限元前处理,进行有限元单元尺寸进行优化,完成网格划分、边界约束条件设定、材料属性、载荷、转速等参数设定,仿真齿轮在最差工况下的应力、轴的强度、轴承的损伤率;5)完成基于三合一电驱的三维模型的有限元前处理,进行有限元单元尺寸进行优化,完成网格划分、边界约束条件设定、材料属性、等效质量、等参数设定,仿真三合一电驱系统的模态,并给出改善模态的结构优化方案。