纯电动汽车驱动系统参数匹配与换挡控制研究
发布时间：2021-08-05 21:17
在国家大力支持发展新能源汽车背景下,纯电动汽车市场占有率越来越高,如何提高续驶里程是制约纯电动汽车推广普及的关键技术之一,消费者对续驶里程也提出了越来越高的要求。电驱动系统作为纯电动汽车核心总成直接影响整车多项性能,近些年通过匹配多挡位变速器以提高电驱动系统运行效率的途径得到国内外汽车厂家的关注,但受限于系统集成、可靠性等关等键技术,目前还未能在纯电动车上普及应用。本文针对匹配多挡位变速器的纯电动车辆电驱动系统参数优化、最佳换挡规律设计,在汽车系统动力学理论基础上,应用动态规划、遗传算法、卡尔曼滤波等理论和方法,本文主要开展了纯电动车电驱动系统参数匹配及换挡控制策略研究,主要研究内容如下:（1）阐述了课题背景以及研究意义,首先对纯电动车电驱动系统是否需要多挡变速箱及用于纯电动车变速箱构型进行了分析,然后针对纯电动汽车AMT电驱动系统参数匹配、多挡位AMT换挡规律以及参数辨识方法的国内外研究现状进行调研。针对目前多挡位电驱动系统存在的问题,提出了本文主要研究内容。（2）分析了纯电动汽车电驱动系统典型构型的特点,在此基础上选择取消离合器的集中式电驱动系统为研究对象;以满足整车性能指标设计要...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１纯电动汽车驱动系统主要构型??
?山东大学硕士学位论文???配两挡变速装置的电驱动系统，在一挡如果车速较高，如图中Ａ点所示，??驱动电机工作效率低于８?０?％，如果电驱动系统通过挡位切换改变电驱动系统??的传动比，在车速相同条件下就可以将驱动电机工作点调节到Ｂ点，此时??驱动电机工作效率超过９０％；同样，二挡车速较低情况下，此时驱动电机就??会工作在Ｃ点，此时驱动电机工作效率也低于８０％，如果电驱动系统通过??降低挡位增大电驱动系统传动比，就可以将驱动电机工作点由Ｃ点调节到Ｄ??点，此时驱动电机运行效率高于９０％。这就是匹配多挡位电驱动系统能够提??高电驱动系统运行效率提高续驶里程的原因。如何才能实现节能的效果，其??中就设计到传动系统参数的匹配以及挡位切换时刻的控制问题［１０?］。??°?０?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００?８０００?９０００?１００００??转速（ｒｐｍ）??图１．２典型电机效率ＭＡＰ??１．２电驱动系统发展现状??１．２．１纯电动汽车是否有必要匹配多挡位变速器??随着纯电动汽车销量的增加，国家和地方出台了多项政策来支持纯电动??汽车核心技术的研发，在此过程中，纯电动汽车电驱动系统技术也得到了极??大的发展。与燃油汽车相比，由于驱动电机具有和发动机完全不同的输出特??性，因此纯电动汽车在动力传动系统选择方面更加的灵活，目前部分己经上??市的纯电动汽车仅匹配单速比减速器进行动力传递，这样不仅仅可以降低动??３??
?山东大学硕士学位论文????Ｊ?￣?Ｉ同步器???Ｔ?，??上丄???ＴＴ?ｙ?ｔ．?ｉｉ挡齿轮??＼?＇，．少々ｒ?ｔ??＼?１挡伏１轮＾——主减速器??——１驱动电机?—??｜?－１１?丄?Ｉｉ－??ＴＴ?‘??Ｉｆ????ｄ?ＪＪ???Ｉ?ｙｒ￣Ｗ＼?？??差速器丄１?车轮Ｌｊ??图１．３纯电动汽车两挡ＡＭＴ结构简图ｍ??１．３电驱动ＡＭＴ系统关键问题研究现状??１．３．１纯电动电驱动系统参数匹配??传统电动汽车驱动系统采用电机匹配固定速比减速器的传动方式，虽然??结构简单、易于布置，但为满足整车的动力性要求，对电机峰值功率与最高??转速的要求较高［２２］。Ｚｈａｎｇ等［２３］研究了纯电动车匹配单级减速器、两挡??ＤＣＴ（Ｄｕａｌ?Ｃｌｕｔｃｈ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）与?ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ?Ｖａｒｉａｂｌｅ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）对??整车能耗及生产成本的影响，相对于固定速比减速器，匹配两挡ＤＣＴ与ＣＶＴ??有效提高了驱动系统的工作效率、减少了整车能耗，并降低了生产成本。??Ｒｕａｎ［２４］等人对比了?电动汽车匹配?ＣＶＴ、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ??Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＤＣＴ在相同工况下对整车能耗的影响，其中ＣＶＴ相比于其??他变速器，能耗优化率最高。由于ＡＭＴ传动效率高、结构简单等因素，在??电动汽车上得到广泛应用【２５］。王小军等［２６］研宄了纯电动车匹配了两挡和三??挡ＡＭＴ对整车能耗的影响，相比于固定速比减速器，均能够提高整车的经??济性。高玮［２７］等使用动态规划算法针对给定的两挡、三挡、四挡变速
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车在中国的发展及未来展望[J]. 王颖,邱淼淼. 产业与科技论坛. 2018(16)
[2]浅谈新能源汽车两档变速器设计与实现[J]. 肖勇,吴星泰,王家辉,段沛武,詹长书. 科学技术创新. 2018(20)
[3]纯电动汽车无动力中断二速变速器的电机协调换挡控制[J]. 叶杰,赵克刚,黄向东,刘延伟,姚伟浩. 汽车工程. 2016(08)
[4]一种纯电动汽车的电机-变速器动力系统[J]. 傅洪,王艳静,冯超,薛山. 汽车工程. 2016(08)
[5]挡位数设计对纯电动公交车能耗的影响[J]. 高玮,邹渊. 北京理工大学学报. 2016(05)
[6]基于支持向量机的纯电动汽车经济性换挡控制[J]. 晏伟清,赵韩. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]汽车自动变速器换挡规律优化设计[J]. 成岳华,李翔晟,罗俊勇. 计算机仿真. 2016(04)
[8]纯电动公交车AMT双参数换挡最优控制[J]. 高玮,邹渊,孙逢春. 汽车工程. 2016(03)
[9]两挡纯电动汽车传动系换挡规律及速比优化研究[J]. 周云山,杨克锋. 机械传动. 2015(12)
[10]纯电动汽车经济性换挡规律仿真研究[J]. 江昊,赵韩,黄康,刘拂晓. 汽车工程. 2015(07)
硕士论文
[1]双电机构型电动汽车的能量管理策略研究[D]. 胡政.北京工业大学 2018
[2]纯电动汽车换挡控制研究[D]. 高朋.北京理工大学 2016
[3]纯电动汽车动力系统参数优化方法仿真研究[D]. 李夏楠.武汉理工大学 2013
[4]纯电动客车自动变速系统及控制策略研究[D]. 张煜.吉林大学 2012
本文编号：3324473
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１纯电动汽车驱动系统主要构型??
?山东大学硕士学位论文???配两挡变速装置的电驱动系统，在一挡如果车速较高，如图中Ａ点所示，??驱动电机工作效率低于８?０?％，如果电驱动系统通过挡位切换改变电驱动系统??的传动比，在车速相同条件下就可以将驱动电机工作点调节到Ｂ点，此时??驱动电机工作效率超过９０％；同样，二挡车速较低情况下，此时驱动电机就??会工作在Ｃ点，此时驱动电机工作效率也低于８０％，如果电驱动系统通过??降低挡位增大电驱动系统传动比，就可以将驱动电机工作点由Ｃ点调节到Ｄ??点，此时驱动电机运行效率高于９０％。这就是匹配多挡位电驱动系统能够提??高电驱动系统运行效率提高续驶里程的原因。如何才能实现节能的效果，其??中就设计到传动系统参数的匹配以及挡位切换时刻的控制问题［１０?］。??°?０?１０００?２０００?３０００?４０００?５０００?６０００?７０００?８０００?９０００?１００００??转速（ｒｐｍ）??图１．２典型电机效率ＭＡＰ??１．２电驱动系统发展现状??１．２．１纯电动汽车是否有必要匹配多挡位变速器??随着纯电动汽车销量的增加，国家和地方出台了多项政策来支持纯电动??汽车核心技术的研发，在此过程中，纯电动汽车电驱动系统技术也得到了极??大的发展。与燃油汽车相比，由于驱动电机具有和发动机完全不同的输出特??性，因此纯电动汽车在动力传动系统选择方面更加的灵活，目前部分己经上??市的纯电动汽车仅匹配单速比减速器进行动力传递，这样不仅仅可以降低动??３??
?山东大学硕士学位论文????Ｊ?￣?Ｉ同步器???Ｔ?，??上丄???ＴＴ?ｙ?ｔ．?ｉｉ挡齿轮??＼?＇，．少々ｒ?ｔ??＼?１挡伏１轮＾——主减速器??——１驱动电机?—??｜?－１１?丄?Ｉｉ－??ＴＴ?‘??Ｉｆ????ｄ?ＪＪ???Ｉ?ｙｒ￣Ｗ＼?？??差速器丄１?车轮Ｌｊ??图１．３纯电动汽车两挡ＡＭＴ结构简图ｍ??１．３电驱动ＡＭＴ系统关键问题研究现状??１．３．１纯电动电驱动系统参数匹配??传统电动汽车驱动系统采用电机匹配固定速比减速器的传动方式，虽然??结构简单、易于布置，但为满足整车的动力性要求，对电机峰值功率与最高??转速的要求较高［２２］。Ｚｈａｎｇ等［２３］研究了纯电动车匹配单级减速器、两挡??ＤＣＴ（Ｄｕａｌ?Ｃｌｕｔｃｈ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）与?ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ?Ｖａｒｉａｂｌｅ?Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）对??整车能耗及生产成本的影响，相对于固定速比减速器，匹配两挡ＤＣＴ与ＣＶＴ??有效提高了驱动系统的工作效率、减少了整车能耗，并降低了生产成本。??Ｒｕａｎ［２４］等人对比了?电动汽车匹配?ＣＶＴ、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ??Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）、ＤＣＴ在相同工况下对整车能耗的影响，其中ＣＶＴ相比于其??他变速器，能耗优化率最高。由于ＡＭＴ传动效率高、结构简单等因素，在??电动汽车上得到广泛应用【２５］。王小军等［２６］研宄了纯电动车匹配了两挡和三??挡ＡＭＴ对整车能耗的影响，相比于固定速比减速器，均能够提高整车的经??济性。高玮［２７］等使用动态规划算法针对给定的两挡、三挡、四挡变速
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源汽车在中国的发展及未来展望[J]. 王颖,邱淼淼. 产业与科技论坛. 2018(16)
[2]浅谈新能源汽车两档变速器设计与实现[J]. 肖勇,吴星泰,王家辉,段沛武,詹长书. 科学技术创新. 2018(20)
[3]纯电动汽车无动力中断二速变速器的电机协调换挡控制[J]. 叶杰,赵克刚,黄向东,刘延伟,姚伟浩. 汽车工程. 2016(08)
[4]一种纯电动汽车的电机-变速器动力系统[J]. 傅洪,王艳静,冯超,薛山. 汽车工程. 2016(08)
[5]挡位数设计对纯电动公交车能耗的影响[J]. 高玮,邹渊. 北京理工大学学报. 2016(05)
[6]基于支持向量机的纯电动汽车经济性换挡控制[J]. 晏伟清,赵韩. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]汽车自动变速器换挡规律优化设计[J]. 成岳华,李翔晟,罗俊勇. 计算机仿真. 2016(04)
[8]纯电动公交车AMT双参数换挡最优控制[J]. 高玮,邹渊,孙逢春. 汽车工程. 2016(03)
[9]两挡纯电动汽车传动系换挡规律及速比优化研究[J]. 周云山,杨克锋. 机械传动. 2015(12)
[10]纯电动汽车经济性换挡规律仿真研究[J]. 江昊,赵韩,黄康,刘拂晓. 汽车工程. 2015(07)
硕士论文
[1]双电机构型电动汽车的能量管理策略研究[D]. 胡政.北京工业大学 2018
[2]纯电动汽车换挡控制研究[D]. 高朋.北京理工大学 2016
[3]纯电动汽车动力系统参数优化方法仿真研究[D]. 李夏楠.武汉理工大学 2013
[4]纯电动客车自动变速系统及控制策略研究[D]. 张煜.吉林大学 2012
本文编号：3324473
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