本文關(guān)鍵詞：基于兩級式CVT的新型混合動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計與研究

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【摘要】：面對日益嚴(yán)峻的能源和環(huán)境問題,更加節(jié)能環(huán)保的新能源汽車在整個汽車行業(yè)已經(jīng)占據(jù)了越來越大的市場。作為從傳統(tǒng)車向純電動車過渡的混合動力汽車,其良好的動力性能、經(jīng)濟(jì)性能、排放性能也使得其不斷受到消費(fèi)者的青睞�；旌蟿恿鲃酉到y(tǒng)具有發(fā)動機(jī)和電動機(jī)兩個動力源,如何布置驅(qū)動電機(jī)直接影響到整車的動力性與經(jīng)濟(jì)性。本文創(chuàng)新性地將兩級式CVT傳動系統(tǒng)與驅(qū)動電機(jī)相結(jié)合,提出了一種新型混合動力傳動系統(tǒng)的可行性方案,并針對設(shè)計的混合動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行了以下幾方面的研究。(1)分析了兩級式CVT傳動系統(tǒng)的特點(diǎn),提出了四種基于兩級式CVT的混合動力傳動系統(tǒng)的可行性方案,對起步裝置和驅(qū)動電機(jī)做了選型對比分析,最終確定了一種最佳的傳動方案;分析了新型混合動力傳動系統(tǒng)各工作模式的工作狀態(tài)以及相應(yīng)的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài);分析了傳動系統(tǒng)中主、副兩個變速機(jī)構(gòu)同時工作時協(xié)調(diào)工作狀態(tài);(2)通過對現(xiàn)有裝載兩級式CVT的車型的對比分析,確定了一款開發(fā)原型車,結(jié)合有關(guān)混合動力電動汽車的性能標(biāo)準(zhǔn),并在保證原型車動力性的前提下,提出了新型混合動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計要求,根據(jù)設(shè)計要求對動力傳動系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)匹配;根據(jù)所匹配的參數(shù),進(jìn)行了傳動系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的三維尺寸設(shè)計,并通過UG平臺建立了傳動系統(tǒng)三維概念模型;(3)根據(jù)新型混合動力傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn),在滿足汽車動力性、提高燃油經(jīng)濟(jì)性的前提下,制定了基于邏輯門限的整車控制策略,包括發(fā)動機(jī)的控制、電機(jī)的控制、電池系統(tǒng)的控制、CVT速比控制、副變速機(jī)構(gòu)擋位的控制、再生制動力分配控制、工作模式切換的控制等;根據(jù)動力傳動系統(tǒng)的工作原理以及制定的控制策略,在Matlab/Simulink平臺上搭建了整車的動力傳動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的仿真模型(4)通過所搭建的整車仿真模型,分別進(jìn)行了動力性與經(jīng)濟(jì)性仿真,驗證了仿真模型的正確性以及控制策略的合理性,選擇了四種典型的循環(huán)工況進(jìn)行仿真分析,并與同類型的豐田第一代Prius的仿真結(jié)果進(jìn)行了對比,結(jié)果表明,所設(shè)計的基于兩級式CVT的新型混合動力傳動系統(tǒng)的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性不僅相比于原型車有較大提升,而且相比于第一代Prius,其各方面性能也均占有優(yōu)勢,證明了本文所設(shè)計的混合動力傳動系統(tǒng)的開發(fā)價值。
【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 CVT 副變速機(jī)構(gòu) 參數(shù)匹配 建模與仿真
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.2
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 研究背景和意義9-11
• 1.2 混合動力汽車概述11-15
• 1.2.1 混合動力汽車的定義11-12
• 1.2.2 混合動力汽車的分類12-13
• 1.2.3 混合動力汽車的功能13-15
• 1.3 混合動力車用自動變速器15-17
• 1.4 基于CVT混合動力汽車的發(fā)展現(xiàn)狀17-20
• 1.4.1 國外成熟車型17-19
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 本文研究內(nèi)容20-23
• 2 新型混合動力傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計與分析23-33
• 2.1 兩級式CVT23-26
• 2.1.1 兩級式CVT的結(jié)構(gòu)23-24
• 2.1.2 兩級式CVT的特點(diǎn)24-26
• 2.2 新型混合動力傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計26-28
• 2.2.1 可行性方案26-27
• 2.2.2 起步裝置的選擇27
• 2.2.3 電機(jī)類型的選擇27-28
• 2.3 新型混合動力傳動系統(tǒng)的工作模式分析28-30
• 2.4 新型混合動力傳動系統(tǒng)主副變速機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)分析30-32
• 2.4.1 起步工況30
• 2.4.2 勻加速工況30-31
• 2.4.3 副變速器擋位切換工況31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 新型混合動力傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配及三維結(jié)構(gòu)設(shè)計33-55
• 3.1 整車基本參數(shù)和設(shè)計要求33-35
• 3.1.1 原型車參數(shù)33-34
• 3.1.2 設(shè)計要求34-35
• 3.2 動力傳動系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的參數(shù)匹配35-45
• 3.2.1 發(fā)動機(jī)參數(shù)匹配35-36
• 3.2.2 電機(jī)參數(shù)匹配36-41
• 3.2.3 副變速機(jī)構(gòu)參數(shù)匹配41-43
• 3.2.4 電池參數(shù)匹配43-45
• 3.3 動力傳動系統(tǒng)關(guān)鍵零部件的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計45-53
• 3.3.1 副變速機(jī)構(gòu)的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計46-50
• 3.3.2 分離離合器摩擦副的尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計50-52
• 3.3.3 電機(jī)的尺寸結(jié)構(gòu)選擇52-53
• 3.4 整車傳動系統(tǒng)的三維概念模型53-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 4 整車的控制策略及傳動系統(tǒng)建模55-71
• 4.1 整車的控制策略55-64
• 4.1.1 控制策略的基本原則55-56
• 4.1.2 發(fā)動機(jī)的控制56-57
• 4.1.3 電機(jī)的控制57-58
• 4.1.4 動力電池系統(tǒng)的工作狀態(tài)控制58-60
• 4.1.5 CVT速比控制60-61
• 4.1.6 副變速機(jī)構(gòu)擋位控制61-62
• 4.1.7 再生制動力控制62-64
• 4.1.8 工作模式的切換控制64
• 4.2 整車動力傳動系統(tǒng)關(guān)鍵部件建模64-68
• 4.2.1 發(fā)動機(jī)模型64-65
• 4.2.2 電機(jī)模型65-66
• 4.2.3 電池系統(tǒng)模型66
• 4.2.4 CVT模型66-67
• 4.2.5 車輪模型67-68
• 4.2.6 駕駛員模型68
• 4.3 整車控制系統(tǒng)模型68-69
• 4.4 整車模型69-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 5 整車性能仿真與分析71-83
• 5.1 動力性仿真71-73
• 5.2 經(jīng)濟(jì)性仿真73-78
• 5.2.1 NEDC循環(huán)工況73-74
• 5.2.2 UDDS循環(huán)工況74-75
• 5.2.3 NYCC循環(huán)工況75-77
• 5.2.4 10-15循環(huán)工況77-78
• 5.3 仿真結(jié)果分析78-81
• 5.3.1 動力性仿真結(jié)果分析78
• 5.3.2 經(jīng)濟(jì)性仿真結(jié)果分析78-79
• 5.3.3 與第一代Prius仿真結(jié)果對比79-81
• 5.4 本章小結(jié)81-83
• 6 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 全文總結(jié)83-84
• 6.2 研究展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 附錄A. 作者在攻讀學(xué)位期間參加的科研項目目錄91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：599735