纯电动汽车专用两档自动变速器参数匹配设计及优化

摘要

随着能源危机、空气污染以及温室效应等环境问题的日益严重，汽车行业面临着越来越严格的节能减排要求。纯电动汽车具有高效节能、零排放等特点，是以受到了全球瞩目。研究纯电动汽车动力传动系统参数设计、换档执行机构参数设计以及优化换档时间，对纯电动汽车整车性能的提高具有非常重要的意义。因此，本文对纯电动汽车用AMT进行了速比匹配和结构设计，对两挡AMT的换挡执行机构进行了参数设计，对换档时间进行了优化。主要研究内容如下：　　①纯电动汽车动力传动系统参数匹配：根据汽车的经济性及动力性需求，考虑电池重量对整车性能的影响，对包括驱动电机、变速器、蓄电池在内的动力传动系参数进行匹配设计，确定了驱动电机功率与转速、变速器档位与速比、电池类型与容量等参数。　　②纯电动汽车专用两档变速器齿轮箱参数匹配：为了使变速器结构更紧凑和成本更低，以齿轮箱体积最小和齿轮传动重合度最大为目标进行匹配优化，确定了纯电动专用两档变速器齿轮箱的结构布置布置，齿轮齿数、模数、齿宽等齿轮箱具体参数。　　③纯电动专用两档变速器换档执行机构参数匹配：首先通过同步器受力分析分别得到升档和降档的最大同步力，对换档关键部件拨叉销的受力进行分析建立了换档过程中执行机构的力学模型，以此为基础对换挡执行机构包括换挡电机、蜗轮蜗杆和凸轮轴在内的传动系进行参数匹配，确定了换档电机功率、蜗轮蜗杆传动比以及凸轮轴挂1档凹槽角度；然后根据上述优化结果，分别以摘档和挂2档时间最短和换档电机功率最小对换档凸轮轴凹槽角度进行优化，综合考虑凸轮轴升档和降档凹槽施力面不同，确定摘档和挂档凹槽的最优角度。　　④纯电动汽车专用两档变速器换档时间优化：通过分析换档控制过程，确定了各换档步骤所用的时间分别由变速器硬件参数和同步器同步的转速差等因素所决定；在此基础上分别建立驱动电机调速控制模型、同步器转速差同步模型，以驱动电机调速和同步器同步总时间最小为目标进行优化，得到升档和降档最优的同步器同步转速差，为确定换档过程中电机调速的目标值提供了理论支撑。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 纯电动汽车概述

1.3 纯电动汽车传动系统关键技术的研究现状

1.4 课题简介

2 纯电动汽车动力传动系统参数匹配

2.1 前言

2.2 纯电动汽车动力传动系统设计要求分析

2.3 纯电动汽车动力传动系统参数匹配设计

2.4 优化结果

2.5本章小结

3 纯电动汽车专用两档变速器齿轮箱参数匹配

3.1 前言

3.2齿轮箱动力传递路线

3.3 齿轮箱目标函数确定

3.4 齿轮箱设计变量的确定

3.5齿轮箱约束条件的确定

3.6 齿轮箱多目标优化匹配

3.7 本章小结

4 纯电动专用两档变速器换档执行机构参数匹配

4.1前言

4.2换档机构工作原理

4.3 换档过程分析

4.4 换档执行机构参数匹配

4.5 本章小结

5 纯电动汽车专用两档变速器换档时间优化

5.1 前言

5.2纯电动汽车专用两档变速器换档流程分析

5.3驱动电机调速控制研究

5.4同步器同步过程分析

5.5 优化目标函数

5.6 优化结果

5.7 换档总时间分析

5.8 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参与的科研项目