纯电动汽车两挡机械变速器效率分析及考虑工况和变速器效率的换挡策略

摘要

纯电动汽车（PEV）是新能源汽车的重要组成部分，现在越来越受到国家和各大整车厂的重视。变速器的采用对纯电动汽车的整体性能有着显著的影响，目前两挡机械自动变速器在纯电动汽车上的应用成为各大车企关注的热点，两挡变速器具有降低电动汽车对电机性能的要求、使电机更多地工作在高效区等优点，有很好的应用前景，所以有必要对两挡自动变速器做深入的研究。本文以与企业合作的纯电动汽车两挡机械自动变速器效率及换挡策略研究项目为依托，进行了两挡变速器的效率试验和仿真分析，然后在变速器效率研究和传统换挡规律分析的基础上，提出了综合考虑工况因素和变速器效率因素的组合换挡规律，并针对变速器换挡过程的转矩恢复阶段制定了转矩补偿控制策略，有效改善了两挡自动变速纯电动汽车的驾驶舒适性。本文完成的主要工作如下：
　　1）对变速器的效率损失进行理论分析，详细研究了变速器的齿轮啮合功率损失、搅油功率损失和轴承摩擦功率损失，建立了两挡机械自动变速器的效率计算模型。
　　2）搭建了两挡变速器效率试验台，进行了两挡变速器传动效率试验，将试验结果与两挡变速器效率模型仿真结果进行对比，两者具有较好的一致性，从而验证了理论模型的正确性。通过啮合功率损失、搅油功率损失和轴承摩擦功率损失的仿真分析，研究了两挡变速器效率试验数据的变化规律及其影响因素，分析了输入转速、输入转矩和油温对变速器效率的影响，然后对比分析了这些因素对两挡机械自动变速器一挡和二挡效率影响的差异。
　　3）在变速器效率分析的基础上，结合对传统两挡机械自动变速器换挡规律存在缺点的分析，提出了综合考虑工况因素和变速器效率因素的组合换挡规律，并对所研究的两挡自动变速器进行了该组合换挡规律的仿真分析，结果证明了所提出的组合换挡规律的先进性和有效性。
　　4）分析了纯电动汽车两挡自动变速器换挡后驱动力波动产生的原因，根据纯电动汽车动力传动系统的特点，制定了换挡后的转矩补偿策略，并针对综合考虑工况因素和变速器效率因素的两挡变速器组合换挡策略，得到转矩补偿后的驱动力控制策略，仿真结果表明进行转矩补偿后该两挡自动变速器能够减少换挡前后驱动力的波动，从而改善了驾驶舒适性。

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目录

1 绪 论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 电动汽车概述

1.3纯电动汽车传动系统概述

1.4 本文主要研究内容

2 两挡机械自动变速器效率理论分析

2.1 齿轮啮合功率损失

2.2搅油功率损失

2.3 轴承摩擦功率损失

2.4 两挡机械自动变速器效率损失模型构建分析

2.5本章小结

3 两挡机械变速器效率台架试验与分析

3.1 两挡机械变速器效率台架试验

3.2 试验结果与理论仿真结果对比分析

3.3 本章小结

4 考虑工况和变速器效率的两挡机械自动变速器换挡规律

4.1自动变速器换挡规律分析

4.2考虑工况和变速器效率的两挡机械自动变速器组合换挡规律及其仿真研究

4.3 本章小结

5 变速器换挡后转矩恢复时的转矩补偿策略

5.1 纯电动汽车换挡后车轮驱动力波动产生的原因及评价指标

5.2 换挡后转矩恢复时的转矩补偿策略及补偿结果

5.3本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

附录

A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文

B．作者在攻读硕士学位期间参与的项目