電動汽車兩檔行星式自動變速器的設(shè)計(jì)與研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-25 20:29
全球傳統(tǒng)燃油車保有量每年持續(xù)增長,給人們出行帶來方便的同時(shí)也給能源、環(huán)境、交通等方面帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了改善全球環(huán)境問題、緩解能源危機(jī),世界各國都在積極開展對純電動汽車關(guān)鍵技術(shù)的研究。本文基于某校企合作項(xiàng)目開發(fā)一款兩檔行星齒輪的變速器,盡可能提高整車動力性和續(xù)航能力,降低整車對電機(jī)性能的要求。首先,簡要敘述了純電動汽車的國內(nèi)外發(fā)展背景、國內(nèi)外變速器的發(fā)展現(xiàn)狀,根據(jù)所研究車型的基礎(chǔ)參數(shù)初步確定選定驅(qū)動電機(jī)的型號,然后針對本次研究車型的特點(diǎn)和成本要求確定了整車的傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,并初步確定通過兩檔變速器來提升電動汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性,確定了傳動系傳動比的上下限所滿足的條件。為進(jìn)一步提升整車性能,對兩檔行星齒輪變速器各檔位傳動比進(jìn)行優(yōu)化,并以整車動力性和經(jīng)濟(jì)性為優(yōu)化目標(biāo),建立優(yōu)化算法的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)。針對遺傳算法在優(yōu)化過程中出現(xiàn)早熟而收斂于局部最優(yōu)的問題,提出以模擬退火算法調(diào)整遺傳算法優(yōu)化過程中的系數(shù),來滿足優(yōu)化迭代結(jié)果收斂于整體最優(yōu)。在MATLAB中編寫模擬退火遺傳算法優(yōu)化程序,經(jīng)過迭代優(yōu)化最終得到各檔位最優(yōu)傳動比。利用行星齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了行星齒輪式兩檔變速器,并基于模擬退火遺傳算...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
自動變速器在各國汽車行業(yè)占比Fig1.1Automatictransmissionistheproportionofautomobileindustryineach
這個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的車速即為換檔車速,為 22. 4km/h,動力性目標(biāo)函22.4 1001 21 2 3 00 22.41 21, , ) (3.6a at f W t f Wm m x x t du duF F F F F F 中: t0為換檔時(shí)間,通過實(shí)驗(yàn)可以得到驅(qū)動電機(jī)是從 1 檔轉(zhuǎn)換到 2 檔時(shí)間平均值大概需要 0. 8s,因此可以取換檔時(shí)間為 0. 8s。)經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)的建立常電機(jī)特性曲線包含兩個(gè)部分:外特性曲線和效率特性曲,典型的特圖 3.3 所示。圖中可以看出,位于曲線最外側(cè)的是電機(jī)外特性曲線,了驅(qū)動電機(jī)的最大輸出能力;其他的一系列的等值線圈組成的是電機(jī)線,代表了電機(jī)的效率分布特性。可以發(fā)現(xiàn),在額定工作點(diǎn)附近,電而在遠(yuǎn)離額定工作點(diǎn)的工作區(qū)域中,電機(jī)效率下降。由于電機(jī)的效率散,為了能直觀顯示電機(jī)效率總體分布情況,在轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速的二維圖率的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速點(diǎn)用等值線進(jìn)行連接。要精確繪制等值線需要大量的實(shí)際采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)并不能很好的繪制出等值線,因此需要采用數(shù)據(jù)擬采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)之外的效率值進(jìn)行擬合逼近。
第三章 基于模擬退火遺傳算法的傳動系速比優(yōu)化動電機(jī)的效率 能夠視為是驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù); 從析可以得知,用多元線性回歸方法對這一函數(shù)可以進(jìn)行曲面擬合,則為0 01( 1)( 2) 1 (2dc d cd cB d d d c T n 中: B 為各項(xiàng)系數(shù)組;λ 為模型的階數(shù); c = 0,…,d;d = 0,…,λ。4)續(xù)航里程分析次研究分析采用歐洲循環(huán)駕駛法(NEDC),這個(gè)方法是對電動汽車在勻所造成的能耗和在勻加速行駛情況下造成的駛能耗同時(shí)進(jìn)行計(jì)算后再。該車速曲線如圖 3.4 所示,NEDC 工況循環(huán)時(shí)間達(dá)到 1184s,行駛里km,最高車速為 120km/h,平均車速為 33.21km/h,怠速時(shí)間 298s。當(dāng)為 0 時(shí),驅(qū)動電機(jī)會進(jìn)入斷電狀態(tài),此時(shí)車輛無怠速能耗,在此工況的汽車的能耗會分成以下兩個(gè)區(qū)域。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動車輪轂電機(jī)行星齒輪減速器均載性能分析[J]. 張將,秦訓(xùn)鵬,陳浩冉. 機(jī)械傳動. 2017(06)
[2]某轎車自動變速器行星輪系建模及有限元分析[J]. 趙妞,趙恒文. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[3]豐田U760E型自動變速器行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的傳動分析[J]. 郭兆松. 拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車. 2016(04)
[4]電動汽車混合驅(qū)動與混合制動系統(tǒng)——現(xiàn)狀及展望[J]. 張俊智,呂辰,李禹橦. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]行星齒輪兩檔變速器的純電動汽車性能仿真[J]. 王天利,張鍵,張宏雙,熊金勝. 中國測試. 2014(03)
[6]某型混合動力汽車AMT換擋控制策略的研究[J]. 秦大同,杜波,段志輝,劉永剛,林毓培. 汽車工程. 2013(11)
[7]一種電動汽車用兩檔自動變速器傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)[J]. 何李婷,吳占雨,吳國彬,武冠宏,陳奇. 科技信息. 2013(21)
[8]純電動汽車轉(zhuǎn)矩控制策略的研究[J]. 侯澤躍. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2012(30)
[9]我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖研究[J]. 張平,胡安榮. 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)探討. 2012(10)
[10]電動汽車的加速轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制策略[J]. 秦大同,周孟喜,胡明輝,胡建軍,陳淑江. 公路交通科技. 2012(05)
博士論文
[1]兩檔雙離合器自動變速器的純電動汽車傳動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D]. 顧強(qiáng).吉林大學(xué) 2012
[2]基于AMT的混合動力汽車電動變速驅(qū)動單元(E.T.Driver)控制策略研究[D]. 董悅航.上海交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]某行星齒輪變速箱的設(shè)計(jì)及分析[D]. 寧立華.東北大學(xué) 2014
[2]基于行星變速的純電動轎車動力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配[D]. 董春迎.山東理工大學(xué) 2014
[3]純電動轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究[D]. 吳雪.吉林大學(xué) 2013
[4]基于精確齒面建模的弧齒錐齒輪有限元分析[D]. 江玉剛.浙江大學(xué) 2011
[5]純電動車整車控制策略的研究[D]. 華夢新.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]電動汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及換擋控制研究[D]. 周保華.重慶大學(xué) 2010
[7]純電動車整車控制策略及控制器的研究[D]. 姜海斌.上海交通大學(xué) 2010
[8]XL純電動轎車動力總成控制策略研究及軟件開發(fā)[D]. 汪葵.天津大學(xué) 2004
本文編號:3249900
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
自動變速器在各國汽車行業(yè)占比Fig1.1Automatictransmissionistheproportionofautomobileindustryineach
這個(gè)點(diǎn)所對應(yīng)的車速即為換檔車速,為 22. 4km/h,動力性目標(biāo)函22.4 1001 21 2 3 00 22.41 21, , ) (3.6a at f W t f Wm m x x t du duF F F F F F 中: t0為換檔時(shí)間,通過實(shí)驗(yàn)可以得到驅(qū)動電機(jī)是從 1 檔轉(zhuǎn)換到 2 檔時(shí)間平均值大概需要 0. 8s,因此可以取換檔時(shí)間為 0. 8s。)經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)的建立常電機(jī)特性曲線包含兩個(gè)部分:外特性曲線和效率特性曲,典型的特圖 3.3 所示。圖中可以看出,位于曲線最外側(cè)的是電機(jī)外特性曲線,了驅(qū)動電機(jī)的最大輸出能力;其他的一系列的等值線圈組成的是電機(jī)線,代表了電機(jī)的效率分布特性。可以發(fā)現(xiàn),在額定工作點(diǎn)附近,電而在遠(yuǎn)離額定工作點(diǎn)的工作區(qū)域中,電機(jī)效率下降。由于電機(jī)的效率散,為了能直觀顯示電機(jī)效率總體分布情況,在轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速的二維圖率的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速點(diǎn)用等值線進(jìn)行連接。要精確繪制等值線需要大量的實(shí)際采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)并不能很好的繪制出等值線,因此需要采用數(shù)據(jù)擬采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)之外的效率值進(jìn)行擬合逼近。
第三章 基于模擬退火遺傳算法的傳動系速比優(yōu)化動電機(jī)的效率 能夠視為是驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速n之間的函數(shù); 從析可以得知,用多元線性回歸方法對這一函數(shù)可以進(jìn)行曲面擬合,則為0 01( 1)( 2) 1 (2dc d cd cB d d d c T n 中: B 為各項(xiàng)系數(shù)組;λ 為模型的階數(shù); c = 0,…,d;d = 0,…,λ。4)續(xù)航里程分析次研究分析采用歐洲循環(huán)駕駛法(NEDC),這個(gè)方法是對電動汽車在勻所造成的能耗和在勻加速行駛情況下造成的駛能耗同時(shí)進(jìn)行計(jì)算后再。該車速曲線如圖 3.4 所示,NEDC 工況循環(huán)時(shí)間達(dá)到 1184s,行駛里km,最高車速為 120km/h,平均車速為 33.21km/h,怠速時(shí)間 298s。當(dāng)為 0 時(shí),驅(qū)動電機(jī)會進(jìn)入斷電狀態(tài),此時(shí)車輛無怠速能耗,在此工況的汽車的能耗會分成以下兩個(gè)區(qū)域。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動車輪轂電機(jī)行星齒輪減速器均載性能分析[J]. 張將,秦訓(xùn)鵬,陳浩冉. 機(jī)械傳動. 2017(06)
[2]某轎車自動變速器行星輪系建模及有限元分析[J]. 趙妞,趙恒文. 佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(03)
[3]豐田U760E型自動變速器行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的傳動分析[J]. 郭兆松. 拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車. 2016(04)
[4]電動汽車混合驅(qū)動與混合制動系統(tǒng)——現(xiàn)狀及展望[J]. 張俊智,呂辰,李禹橦. 汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2014(03)
[5]行星齒輪兩檔變速器的純電動汽車性能仿真[J]. 王天利,張鍵,張宏雙,熊金勝. 中國測試. 2014(03)
[6]某型混合動力汽車AMT換擋控制策略的研究[J]. 秦大同,杜波,段志輝,劉永剛,林毓培. 汽車工程. 2013(11)
[7]一種電動汽車用兩檔自動變速器傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)[J]. 何李婷,吳占雨,吳國彬,武冠宏,陳奇. 科技信息. 2013(21)
[8]純電動汽車轉(zhuǎn)矩控制策略的研究[J]. 侯澤躍. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2012(30)
[9]我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖研究[J]. 張平,胡安榮. 現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)探討. 2012(10)
[10]電動汽車的加速轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制策略[J]. 秦大同,周孟喜,胡明輝,胡建軍,陳淑江. 公路交通科技. 2012(05)
博士論文
[1]兩檔雙離合器自動變速器的純電動汽車傳動系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究[D]. 顧強(qiáng).吉林大學(xué) 2012
[2]基于AMT的混合動力汽車電動變速驅(qū)動單元(E.T.Driver)控制策略研究[D]. 董悅航.上海交通大學(xué) 2008
碩士論文
[1]某行星齒輪變速箱的設(shè)計(jì)及分析[D]. 寧立華.東北大學(xué) 2014
[2]基于行星變速的純電動轎車動力系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化匹配[D]. 董春迎.山東理工大學(xué) 2014
[3]純電動轎車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法研究[D]. 吳雪.吉林大學(xué) 2013
[4]基于精確齒面建模的弧齒錐齒輪有限元分析[D]. 江玉剛.浙江大學(xué) 2011
[5]純電動車整車控制策略的研究[D]. 華夢新.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[6]電動汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)及換擋控制研究[D]. 周保華.重慶大學(xué) 2010
[7]純電動車整車控制策略及控制器的研究[D]. 姜海斌.上海交通大學(xué) 2010
[8]XL純電動轎車動力總成控制策略研究及軟件開發(fā)[D]. 汪葵.天津大學(xué) 2004
本文編號:3249900
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