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纯电动汽车自动变速器传动参数优化与仿真

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变速器作为纯电动汽车动力传动系统中的核心组成部分之一,在影响整车经济性和动力性的同时,也影响着驾乘人员的驾驶和乘坐体验。本文对纯电动汽车自动变速器传动参数进行优化与仿真,旨在提高纯电动汽车的整体性能。首先,在借鉴已有研究成果的基础上,结合纯电动汽车结构及工作原理,确定整车基本参数及性能指标,并分析驱动电机、动力电池的性能要求,完成驱动电机、动力电池选型;然后,根据汽车自动变速器类型,以行星齿轮为主体,以2Z-X(A)型行星齿轮为例对行星齿轮结构和传动特性进行概述,重点完成变速器整体结构设计和变速器传动比设计;最后,明确自动变速器传动参数优化目标函数,并设置优化参数和约束条件,采用遗传算法进行求解,通过Matlab对优化结构进行仿真,得到能够满足纯电动汽车经济性和动力性的变速器参数。

关键词:纯电动汽车;传动系统;变速器;参数优化;更多范文
纯电动汽车自动变速器传动参数优化与仿真
Andy Turner(2011)分别在4台电动汽车上作比较实验,分析结果发现传统两档无动力中断变速器虽然在驱动电机效率上有所损失,但相对于固定速比变速器有明显优势[1]。而无级变速器并没有明显有效解决能源消耗问题。Elmaksoud,Rabeih等(2011)运用神经网络建立了轿车自动变速器的液压执行机构模型,并进行了观测器/控制器的设计。Essam L.Esmail(2013)通过利用Matlab作为优化工具,提出了对于6速自动变速器在满足一定传动比的前提下,实现使用最少的离合器和制动器的方法。
受到国内市场需求和国外产品技术引入的影响,国内变速器生产企业也投入了很多研发力量,取得了一定的成果。2012年江铃陆风X5装配了盛瑞传动生产的8AT产品,并在接下来时间进一步有所改进;江淮汽车公司的双离合自动变速器研发在2015年获得成功,汽车江淮瑞风S5二代将成为首款匹配该变速器车型,目前该车型已在海南上市。到2020年在我国,将会有大约30个大型的自动变速器项目投产或者产能升级。
国内学者也都对应用于纯电动汽车的自动变速器进行了相关研究。例如,王方(2011)以微型电动汽车为研究对象,对电机功率、变速器档位、主减速器速比等参数进行仿真匹配,结果显示续驶里程增加了6.5%,汽车的爬坡度提高6.3%。顾强(2012)通过建立双离合器传递的转矩数学模型得出了离合器转矩传递与分离轴承位移之间的关系,通过神经网络预测控制法实现对离合器的控制,并且对协调控制规律进行了研究。陈奇,冯永恺等(2013)针对纯电动汽车驱动电机工作效率低、车辆续驶里程短的问题,根据汽车的动力性能指标,对驱动电机进行匹配,以驱动电机的工作效率为优化目标,对自动变速器传动参数进行优化与仿真。结果表明,该方法既可以满足电动汽车的加速性能、爬坡性能和最大车速性能的要求,又能提高电机的工作效率。

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