纯电动汽车专用两档自动变速器参数匹配设计及优化

发布时间：2017-10-12 01:22

  本文关键词：纯电动汽车专用两档自动变速器参数匹配设计及优化

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【摘要】：随着能源危机、空气污染以及温室效应等环境问题的日益严重,汽车行业面临着越来越严格的节能减排要求。纯电动汽车具有高效节能、零排放等特点,是以受到了全球瞩目。研究纯电动汽车动力传动系统参数设计、换档执行机构参数设计以及优化换档时间,对纯电动汽车整车性能的提高具有非常重要的意义。因此,本文对纯电动汽车用AMT进行了速比匹配和结构设计,对两挡AMT的换挡执行机构进行了参数设计,对换档时间进行了优化。主要研究内容如下:(1)纯电动汽车动力传动系统参数匹配:根据汽车的经济性及动力性需求,考虑电池重量对整车性能的影响,对包括驱动电机、变速器、蓄电池在内的动力传动系参数进行匹配设计,确定了驱动电机功率与转速、变速器档位与速比、电池类型与容量等参数。(2)纯电动汽车专用两档变速器齿轮箱参数匹配:为了使变速器结构更紧凑和成本更低,以齿轮箱体积最小和齿轮传动重合度最大为目标进行匹配优化,确定了纯电动专用两档变速器齿轮箱的结构布置布置,齿轮齿数、模数、齿宽等齿轮箱具体参数。(3)纯电动专用两档变速器换档执行机构参数匹配:首先通过同步器受力分析分别得到升档和降档的最大同步力,对换档关键部件拨叉销的受力进行分析建立了换档过程中执行机构的力学模型,以此为基础对换挡执行机构包括换挡电机、蜗轮蜗杆和凸轮轴在内的传动系进行参数匹配,确定了换档电机功率、蜗轮蜗杆传动比以及凸轮轴挂1档凹槽角度;然后根据上述优化结果,分别以摘档和挂2档时间最短和换档电机功率最小对换档凸轮轴凹槽角度进行优化,综合考虑凸轮轴升档和降档凹槽施力面不同,确定摘档和挂档凹槽的最优角度。(4)纯电动汽车专用两档变速器换档时间优化:通过分析换档控制过程,确定了各换档步骤所用的时间分别由变速器硬件参数和同步器同步的转速差等因素所决定;在此基础上分别建立驱动电机调速控制模型、同步器转速差同步模型,以驱动电机调速和同步器同步总时间最小为目标进行优化,得到升档和降档最优的同步器同步转速差,为确定换档过程中电机调速的目标值提供了理论支撑。
【关键词】：纯电动汽车 自动变速器 参数匹配 换挡执行机构 换档时间
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9
• 1.2 纯电动汽车概述9-13
• 1.2.1 电动汽车的基本结构9-10
• 1.2.2 纯电动汽车国内外发展现状10-13
• 1.3 纯电动汽车传动系统关键技术的研究现状13-15
• 1.3.1 纯电动汽车动力传动系统参数匹配13-14
• 1.3.2 执行机构参数优化匹配及换档过程分析14-15
• 1.4 课题简介15-17
• 1.4.1 课题研究的目的和意义15
• 1.4.2 课题研究内容15-17
• 2 纯电动汽车动力传动系统参数匹配17-31
• 2.1 前言17
• 2.2 纯电动汽车动力传动系统设计要求分析17-25
• 2.2.1 驱动电机选型及性能要求18-21
• 2.2.2 电池组类型选择及性能要求21-23
• 2.2.3 传动系速比设计要求23-25
• 2.3 纯电动汽车动力传动系统参数匹配设计25-28
• 2.3.1 目标函数25-26
• 2.3.2 优化变量26
• 2.3.3 约束条件26-27
• 2.3.4 优化算法27-28
• 2.4 优化结果28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 3 纯电动汽车专用两档变速器齿轮箱参数匹配31-41
• 3.1 前言31-32
• 3.2 齿轮箱动力传递路线32-33
• 3.3 齿轮箱目标函数确定33-35
• 3.3.1 第一优化目标确定33-34
• 3.3.2 第二优化目标确定34-35
• 3.3.3 总的目标函数的确定35
• 3.4 齿轮箱设计变量的确定35-36
• 3.5 齿轮箱约束条件的确定36-38
• 3.5.1 中心距的约束36
• 3.5.2 中间轴的轴向力约束36-37
• 3.5.3 斜齿轮轴向重合系数约束37
• 3.5.4 边界约束条件37-38
• 3.6 齿轮箱多目标优化匹配38-40
• 3.7 本章小结40-41
• 4 纯电动专用两档变速器换档执行机构参数匹配41-59
• 4.1 前言41
• 4.2 换档机构工作原理41-44
• 4.2.1 换档执行机构工作原理41-42
• 4.2.2 同步器工作原理42-44
• 4.3 换档过程分析44-52
• 4.3.1 换挡力的计算44-48
• 4.3.2 挂一档时间分析48-52
• 4.4 换档执行机构参数匹配52-57
• 4.4.1 设计要求52-53
• 4.4.2 建立优化匹配的目标函数53
• 4.4.3 确定优化变量53
• 4.4.4 建立约束条件53-54
• 4.4.5 执行机构结构参数匹配结果54-57
• 4.5 本章小结57-59
• 5 纯电动汽车专用两档变速器换档时间优化59-71
• 5.1 前言59
• 5.2 纯电动汽车专用两档变速器换档流程分析59-62
• 5.2.1 换档控制策略分析59-61
• 5.2.2 换档时间分析61-62
• 5.3 驱动电机调速控制研究62-66
• 5.3.1 驱动电机的数学模型及调速控制方法62-65
• 5.3.2 PID控制速度控制器65-66
• 5.4 同步器同步过程分析66-68
• 5.5 优化目标函数68
• 5.5.1 确定优化目标68
• 5.5.2 确定优化变量68
• 5.6 优化结果68-69
• 5.7 换档总时间分析69-70
• 5.8 本章小结70-71
• 6 全文总结与展望71-73
• 6.1 全文总结71
• 6.2 工作展望71-73
• 致谢73-75
• 参考文献75-79
• 附录79
• A. 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目79

【参考文献】

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本文编号：1015869