纯电动汽车电机变速器集成系统研究

【摘要】：汽车对人类社会的进步产生了巨大推动作用，但也带来了一系列负面效应，如石油资源危机，汽车尾气排放等。相反，电动汽车以其零排放、低噪声等优点而倍受关注。近年来，虽然许多国家都投入大量资金人力研究电动汽车，但目前为止动力电池和其它一些关键性技术还未取得有效突破，使得电动汽车续驶里程短、安全性差、成本高。因此，在电池问题解决之前，对电驱动及传动系统进行研究是满足电动汽车整车动力性，提高续驶里程的重要手段之一。 电机变速器集成系统是纯电动汽车电驱动及传动系统的核心部件，现有结构多为驱动电机与固定速比减速器相连，对电机系统要求较高，使得电机在车辆行驶过程中无法长期工作于高效区，降低了汽车动力性与经济性。本文针对此问题，分析纯电动汽车电机变速器集成系统的基本结构，并在此基础上确定驱动电机参数与变速器结构，提出变速器档位数的确定原则，进行传动参数匹配。 电机变速器集成系统传动参数优化对进一步提高整车性能具有重要意义，本文针对纯电动汽车传动比传统优化所得结果为确定值，而变速器齿轮配齿所得传动比往往偏离该确定值的问题，根据典型行驶工况，在整车参数已定的情况下，对驱动电机进行匹配。以传动比为变量，结合两参数换档规律，提出一种传动比区间优化方法。结果表明，该方法所得传动比的最大可行区间既能解决齿轮配齿问题，又能使电机驱动系统工作在高效区。 电机变速器集成系统设计有别于燃油汽车动力系统，本文针对此问题，开发一套适用于纯电动汽车的电机变速器集成系统，并进行相关试验，为电机变速器集成系统的实际应用提供依据。 【关键词】：纯电动汽车 集成系统 变速器 区间优化 试验
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U463.212
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 插图清单12-14
• 表格清单14-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 选题的背景及意义15
• 1.2 纯电动汽车国内外发展概况15-17
• 1.2.1 国外发展概况15-17
• 1.2.2 国内发展概况17
• 1.3 纯电动汽车基本结构及关键技术17-21
• 1.3.1 纯电动汽车基本结构17-18
• 1.3.2 纯电动汽车关键技术18-21
• 1.4 课题来源及论文研究的主要内容21-23
• 第二章 纯电动汽车电机变速器集成系统基本结构与参数匹配23-39
• 2.1 纯电动汽车动力传动系统结构布置方案23-27
• 2.1.1 前置后驱布置方案23-24
• 2.1.2 机电集成式布置方案24-25
• 2.1.3 电动轮驱动布置方案25-26
• 2.1.4 机电一体化布置方案26-27
• 2.2 电机参数匹配27-30
• 2.2.1 整车设计要求27-28
• 2.2.2 电机的额定功率28
• 2.2.3 电机的峰值功率28
• 2.2.4 电机匹配结果28-30
• 2.3 变速器档位数确定30-31
• 2.4 变速器基本结构31-37
• 2.4.1 行星轮系结构32-33
• 2.4.2 双离合器结构33-34
• 2.4.3 单离合器结构34-35
• 2.4.4 电控机械式结构35-36
• 2.4.5 本文采用的基本结构36-37
• 2.5 传动参数匹配37
• 2.5.1 传动比上限确定37
• 2.5.2 传动比下限确定37
• 2.6 本章小结37-39
• 第三章 纯电动汽车电机变速器集成系统传动参数区间优化39-56
• 3.1 传动参数优化方法确定39-40
• 3.2 传动参数优化思路40-41
• 3.3 区间优化模型建立41-51
• 3.3.1 设计变量41-42
• 3.3.2 目标函数42
• 3.3.3 约束条件42-45
• 3.3.4 优化过程与结果45-51
• 3.4 优化结果对比51-54
• 3.4.1 不同工况下结果对比51-54
• 3.4.2 与传统优化结果对比分析54
• 3.5 本章小结54-56
• 第四章 纯电动汽车电机变速器集成系统开发与试验56-68
• 4.1 齿轮传动系统设计56-58
• 4.1.1 齿轮参数设计56-57
• 4.1.2 齿轮强度校核57-58
• 4.2 换档执行机构设计58-63
• 4.2.1 换档过程58-59
• 4.2.2 换档机构方案设计59-61
• 4.2.3 换档机构参数设计61-63
• 4.3 电机变速器集成系统台架试验63-67
• 4.3.1 台架试验方案64-65
• 4.3.2 台架试验结果65-67
• 4.4 本章小结67-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 全文总结68
• 5.2 不足与展望68-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况73-74

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