混合動(dòng)力汽車雙模EVT構(gòu)型分析

【摘要】：功率分流式混合動(dòng)力汽車具有串聯(lián)式和并聯(lián)式的優(yōu)點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩解耦,實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速,因此構(gòu)型也被稱為電子無(wú)極變速器(EVT)。按照功率分流的方式可以分成三種單模構(gòu)型:輸入分流、輸出分流、復(fù)合分流構(gòu)型。將三種結(jié)構(gòu)兩兩組合,可以獲得雙模構(gòu)型,現(xiàn)使用的雙模構(gòu)型一般由輸入分流和復(fù)合分流組合而成。相比于單模構(gòu)型,雙模構(gòu)型中發(fā)動(dòng)機(jī)具有更廣的工作區(qū)間,并且傳動(dòng)效率更高。但是雙模構(gòu)型結(jié)構(gòu)復(fù)雜,種類繁多,在構(gòu)型分析,構(gòu)型選擇,以及控制策略方面都較為復(fù)雜。本文對(duì)功率分流式雙模構(gòu)型進(jìn)行了構(gòu)型分析,構(gòu)型選擇以及控制方法方面的研究。主要內(nèi)容如下:1.分析已有的雙模EVT構(gòu)型,比較這些構(gòu)型的異同。使用杠桿法對(duì)其中的一款構(gòu)型進(jìn)行詳細(xì)分析。包括工作過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩變化,構(gòu)型中固定速比功能和實(shí)現(xiàn)方式,以及構(gòu)型的所有工作模式。2.機(jī)械點(diǎn)是功率分流式混合動(dòng)力構(gòu)型的一個(gè)重要的參數(shù),其大小對(duì)汽車的諸多性能均有影響,并且對(duì)構(gòu)型選擇至關(guān)重要。本章首先分析了機(jī)械點(diǎn)對(duì)車輛性能的影響,包括發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的工作范圍、傳動(dòng)效率及車輛動(dòng)力性。其次著重探討機(jī)械點(diǎn)的大小如何確定。最后提出了基于機(jī)械點(diǎn)的構(gòu)型選擇方法,方法可用于對(duì)輸入分流、輸出分流、復(fù)合分流和雙模構(gòu)型進(jìn)行構(gòu)型選擇。3.由于功率分流EVT構(gòu)型和AT構(gòu)型都是由行星機(jī)構(gòu)組合而成,因而本文參照AT的設(shè)計(jì)流程,提出了雙模EVT構(gòu)型的設(shè)計(jì)流程。具體步驟如下:1.傳動(dòng)比范圍的確定,2.機(jī)械點(diǎn)大小的確定,3.基于機(jī)械點(diǎn)的構(gòu)型選擇,4.添加離合器,5.仿真分析驗(yàn)證。用此流程進(jìn)行實(shí)例研究,使用Prius車型的參數(shù),包括整車參數(shù)、性能參數(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、電機(jī)參數(shù)等,設(shè)計(jì)雙模EVT的構(gòu)型。最后得到了2個(gè)雙模構(gòu)型,3個(gè)雙模+4固定速比的構(gòu)型。4.選擇前文設(shè)計(jì)所得構(gòu)型中的一種,進(jìn)行仿真分析。首先分析整車工作模式,整車控制流程,以及發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)的控制方法。而后使用AMESIM軟件進(jìn)行整車模型的搭建,用MATLAB/Simulink搭建基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線的控制算法,最后使用兩者聯(lián)合仿真得到車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性,并將仿真結(jié)果與Prius車型的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對(duì)比,最終得出兩項(xiàng)性能均優(yōu)于單模Prius構(gòu)型的結(jié)論。從而驗(yàn)證設(shè)計(jì)構(gòu)型的合理性,及雙模對(duì)單模構(gòu)型的優(yōu)勢(shì)。綜上所述,本文提出的構(gòu)型選擇方法、設(shè)計(jì)流程和仿真控制方法完善了功率分流式雙模EVT構(gòu)型的分析、設(shè)計(jì)以及控制方法,為后續(xù)的硬件在環(huán)和實(shí)車研究打下基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：混合動(dòng)力 功率分流式 EVT 雙模 機(jī)械點(diǎn)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 混合動(dòng)力汽車分類12-14
• 1.2 功率分流式構(gòu)型研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 構(gòu)型的分類14-16
• 1.2.2 構(gòu)型分析16-17
• 1.2.3 構(gòu)型的設(shè)計(jì)方法17-18
• 1.2.4 整車控制策略18-19
• 1.3 研究的不足之處19-20
• 1.4 研究意義與內(nèi)容20-22
• 1.4.1 研究意義20
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 雙模EVT的構(gòu)型分析22-44
• 2.1 分析方法及現(xiàn)有雙模構(gòu)型22-25
• 2.1.1 杠桿分析法22-23
• 2.1.2 現(xiàn)有雙模EVT的構(gòu)型23-25
• 2.2 構(gòu)型的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩、傳遞效率分析25-33
• 2.2.1 2MT70構(gòu)型的特點(diǎn)25-26
• 2.2.2 Low EVT模式26-30
• 2.2.3 High EVT模式30-33
• 2.2.4 EVT模式33
• 2.3 構(gòu)型中固定速比的分析33-38
• 2.3.1 固定速比的實(shí)現(xiàn)33-35
• 2.3.2 固定速比的功能35-36
• 2.3.3 固定速比離合器的布置36-38
• 2.4 構(gòu)型的工作模式分析38-43
• 2.4.1 停車模式（Parking mode）38
• 2.4.2 純電動(dòng)模式（EV mode）38-39
• 2.4.3 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式（Cranking mode）39
• 2.4.4 混合驅(qū)動(dòng)模式（Hybrid mode）39-41
• 2.4.5 制動(dòng)能量回收模式（Braking mode）41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 基于機(jī)械點(diǎn)的構(gòu)型選擇44-64
• 3.1 機(jī)械點(diǎn)44-48
• 3.2 輸入分流構(gòu)型（input-split）48-50
• 3.2.1 輸入分流構(gòu)型的種類48-49
• 3.2.2 基于機(jī)械點(diǎn)構(gòu)型選擇49-50
• 3.3 輸出分流構(gòu)型（output-split）50-55
• 3.3.1 輸出分流構(gòu)型的種類51-52
• 3.3.2 機(jī)械點(diǎn)對(duì)機(jī)構(gòu)性能的影響52-54
• 3.3.3 基于機(jī)械點(diǎn)構(gòu)型選擇54-55
• 3.4 復(fù)合分流構(gòu)型（compound-split）55-58
• 3.4.1 構(gòu)型的種類55-56
• 3.4.2 基于機(jī)械點(diǎn)的構(gòu)型選擇56-58
• 3.5 雙模構(gòu)型（two-modes）58-62
• 3.5.1 雙模構(gòu)型的選擇59-61
• 3.5.2 固定速比構(gòu)型的添加61-62
• 3.6 本章小結(jié)62-64
• 第四章 雙模EVT構(gòu)型設(shè)計(jì)流程64-82
• 4.1 自動(dòng)變速器（AT）構(gòu)型設(shè)計(jì)流程64-66
• 4.2 雙模EVT構(gòu)型的設(shè)計(jì)流程66-74
• 4.2.1 雙模構(gòu)型的幾點(diǎn)說(shuō)明66-68
• 4.2.2 速比的范圍68-69
• 4.2.3 機(jī)械點(diǎn)的取值69-74
• 4.2.4 構(gòu)型的選擇74
• 4.3 實(shí)例研究74-81
• 4.3.1 構(gòu)型參數(shù)74-75
• 4.3.2 機(jī)械點(diǎn)的計(jì)算75-77
• 4.3.3 構(gòu)型的選擇77-81
• 4.4 本章小結(jié)81-82
• 第五章 仿真分析82-102
• 5.1 整車工作模式分析83-88
• 5.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和行駛車速的關(guān)系83-85
• 5.1.2 電機(jī)特性85-86
• 5.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)啟?？刂?/span>86-87
• 5.1.4 整車工作模式門限87-88
• 5.2 基于發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)曲線控制算法88-95
• 5.2.1 整車控制流程89-90
• 5.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制90-94
• 5.2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率控制94-95
• 5.3 AMESIM和Simulink聯(lián)合仿真95-100
• 5.3.1 模型的搭建95-97
• 5.3.2 仿真結(jié)果97-100
• 5.4 本章小結(jié)100-102
• 第六章 全文總結(jié)和展望102-104
• 6.1 全文總結(jié)102-103
• 6.2 展望103-104
• 參考文獻(xiàn)104-110
• 作者簡(jiǎn)介及研究成果110-111
• 致謝111

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