純電動汽車二擋無動力中斷變速器換擋特性研究

【摘要】：在純電動汽車上搭載兩擋變速器,能夠有效兼顧車輛的動力性和經(jīng)濟(jì)性,目前越來越多的專家學(xué)者在此方面開展了研究。針對純電動汽車驅(qū)動特點,本文提出了一種無動力中斷兩擋機(jī)械式變速器(以下簡稱2-Speed UST—2-Speed Uninterrupted Shift Transmission)方案,2-Speed UST是以超越離合器與摩擦片式離合器交替?zhèn)鬟f動力從而實現(xiàn)擋位切換,取代了普通機(jī)械式變速器同步器傳動機(jī)構(gòu)。超越離合器自動實現(xiàn)結(jié)合和超越的特性使得2-Speed UST僅需通過操縱摩擦片式離合器即可實現(xiàn)擋位的切換。因此,2-Speed UST在保證無動力中斷換擋的基礎(chǔ)上,更降低了整個換擋過程中換擋控制要求。其具有生產(chǎn)繼承性好、成本低、操縱簡單、效率高、無換擋動力中斷等特點,在純電動汽車上具有良好的應(yīng)用價值。本文以2-Speed UST為研究對象,穿插運用理論分析,建模仿真和試驗驗證等方法,對其換擋原理、換擋特性、換擋品質(zhì)和整車應(yīng)用展開研究,主要內(nèi)容包括如下:提出了2-Speed UST傳動方案,運用牛頓力學(xué)方法分階段建立變速器的動力學(xué)模型,分析2-Speed UST升、降擋原理及其操作方法。整車匹配計算及建模仿真。依照標(biāo)準(zhǔn)要求計算得到包括電機(jī)、電池及變速器傳動比等各關(guān)鍵參數(shù)。在MATLAB/Simulink仿真軟件平臺上,建立了整車傳動系統(tǒng)仿真模型。對2-Speed UST無動力中斷的升、降擋特性進(jìn)行了仿真驗證。試驗驗證無動力中斷換擋特性。搭建換擋功能傳動試驗臺,基于MATLAB/Real-time Windows Target工具箱編寫了上位機(jī)測控軟件,驗證了換擋動力傳遞不會產(chǎn)生中斷的特性。針對慣性相結(jié)束時的沖擊問題進(jìn)行了優(yōu)化研究,設(shè)計了升、降擋電機(jī)控制策略,通過仿真與試驗對比,結(jié)果表明該策略有效降低了換擋沖擊度。整車性能研究。研究了搭載2-Speed UST的純電動汽車整車性能表現(xiàn),2-Speed UST較單擋主減速比能夠有效改善整車性能。基于遺傳算法對兩擋速比進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)一步提升了整車性能。結(jié)果表明,與其它變速器相比,2-Speed UST能夠較好平衡與兼顧電動汽車成本和整車性能要求。 【關(guān)鍵詞】：純電動汽車 兩擋機(jī)械式變速器 無動力中斷 整車性能
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72;U463.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章緒論11-18
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 純電動汽車傳動系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本文的技術(shù)路線17-18
• 第二章無動力中斷兩擋變速器方案原理與分析18-29
• 2.1 2-Speed UST方案設(shè)計18-20
• 2.1.1 超越離合器工作特性18-19
• 2.1.2 2-Speed UST總體方案及工作原理19-20
• 2.2 2-Speed UST換擋過程動力學(xué)模型20-27
• 2.2.1 I擋動力學(xué)模型(含轉(zhuǎn)矩相階段)21-23
• 2.2.2 慣性相階段動力學(xué)模型23-24
• 2.2.3 II擋行駛動力學(xué)模型24
• 2.2.4 換擋過程分析24-27
• 2.3 本章小結(jié)27-29
• 第三章純電動汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配與換擋建模仿真分析29-55
• 3.1 電動汽車的目標(biāo)性能及基本參數(shù)29-30
• 3.1.1 電動汽車目標(biāo)性能29-30
• 3.1.2 電動汽車的基本參數(shù)30
• 3.2 驅(qū)動電機(jī)的選型和參數(shù)選擇30-35
• 3.2.1 驅(qū)動電機(jī)選型31
• 3.2.2 驅(qū)動電機(jī)功率計算31-33
• 3.2.3 電機(jī)最高轉(zhuǎn)速選擇33-34
• 3.2.4 電機(jī)轉(zhuǎn)矩的選擇34-35
• 3.3 動力電池的選型與參數(shù)選擇35-38
• 3.3.1 動力電池選型35-36
• 3.3.2 動力電池參數(shù)匹配36-38
• 3.4 變速器參數(shù)選擇38-41
• 3.4.1 最小傳動比的選擇38-39
• 3.4.2 最大傳動比的選擇39-40
• 3.4.3 I、II擋傳動比的確定40-41
• 3.5 2-Speed UST整車動力學(xué)模型建模41-48
• 3.5.1 仿真軟件SimDriveline41
• 3.5.2 裝配 2-Speed UST的整車傳動系統(tǒng)建模41-48
• 3.6 無動力中斷換擋過程仿真分析48-54
• 3.6.1 驅(qū)動工況下無動力中斷升擋仿真48-49
• 3.6.2 驅(qū)動工況下降擋仿真49-54
• 3.7 本章小結(jié)54-55
• 第四章?lián)Q擋試驗及換擋控制策略研究55-77
• 4.1 2-Speed UST試驗臺架機(jī)械部分55-57
• 4.2 臺架測試系統(tǒng)設(shè)計57-64
• 4.2.1 試驗臺測控系統(tǒng)硬件構(gòu)成58-61
• 4.2.2 試驗臺測控系統(tǒng)軟件設(shè)計61-64
• 4.3 無動力中斷換擋特性試驗結(jié)果與分析64-70
• 4.3.1 驅(qū)動工況下升擋結(jié)果64-66
• 4.3.2 驅(qū)動工況下降擋結(jié)果66-70
• 4.4 2-Speed UST換擋控制策略研究70-76
• 4.4.1 換擋控制策略仿真驗證71-74
• 4.4.2 換擋控制策略臺架試驗分析74-76
• 4.5 本章小結(jié)76-77
• 第五章整車應(yīng)用研究77-85
• 5.1 純電動汽車搭載 2-Speed UST的整車應(yīng)用研究77-81
• 5.1.1 動力性仿真77-78
• 5.1.2 經(jīng)濟(jì)性仿真分析78-81
• 5.2 基于遺傳算法的速比優(yōu)化81-84
• 5.2.1 遺傳算法工具箱及其GUI界面介紹81-82
• 5.2.2 變速器速比優(yōu)化計算82-83
• 5.2.3 速比優(yōu)化結(jié)果83
• 5.2.4 速比優(yōu)化后純電動汽車整車性能仿真比較83-84
• 5.3 本章小結(jié)84-85
• 總結(jié)和展望85-87
• 總結(jié)85
• 展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果92-93
• 致謝93-94
• 附件94

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微型純電動汽車動力性能參數(shù)匹配及仿真研究    王方

純電動汽車整車能量建模與仿真分析    劉清虎

純電動汽車整車性能建模與仿真    姚海峰

純電動汽車電控系統(tǒng)研制    孫淼

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