电动车用集成式驱动系统的研究

论文摘要

在纯电动汽车研制过程中,驱动系统的参数匹配和结构布置对纯电动汽车的动力性、续驶里程等都有显著的影响。驱动系统的参数匹配决定车辆的动力性能,而合理的结构布置能够节省空间,增加可承载蓄电池数目,增加续驶里程。本文从以上两个方面分别完成驱动系统匹配计算及结构布置,并对纯电动汽车的换挡规律、动力性和经济性进行研究。在参考大量国内外纯电动汽车相关资料的基础上,论述纯电动汽车的组成、结构特点、驱动系统的关键技术,阐述自动机械式变速系统的发展现状、结构、工作原理及研究的重点和难点。根据纯电动汽车项目技术指标要求,设计计算电动车用集成式驱动系统的参数,并参考相关资料选择合理的电动机、传动系传动比、电池组数量。为了进一步提高驱动系统的机械效率,研究分析现有纯电动汽车驱动系统布置形式,设计电机变速器一体化的电动车用集成式驱动系统布置形式,并研究分析该驱动形式的两种驱动方案,包括前置前驱和后置后驱。根据项目技术指标要求和驱动系统的相关参数,本文采用前置前驱的驱动方案。根据电机变速器一体化的要求,从离合器在传统车辆上的三个作用(保证汽车平稳起步、保证传动系统换挡时工作平顺、防止传动系统过载)分析取消离合器的可行性,从同步器的工作原理分析取消同步器的可行性,设计由换挡电机控制的齿轮齿条机构和行星齿轮减速器组成的换挡执行机构。根据电机变速器一体化的结构,研究该系统的工作原理和换挡控制。本文研究了内燃机车辆的换挡规律类型、对车辆性能的影响以及动力性和经济性换档规律的制定方法。参考内燃机动力性换档规律的制定方法,根据电机驱动系统的转矩特性,设计纯电动汽车的动力性换挡规律；根据电机驱动系统的万有特性,设计纯电动汽车的经济性换挡规律。建立相应的仿真模型,选取CYC_ECE_EUDC和CYC_ECE_EUDC_LOW循环工况作为动力性和经济性的仿真工况。通过仿真分析,验证驱动系统的参数匹配能否满足相关性能指标要求,并比较两种换档规律的动力性和经济性,验证了换档规律的合理性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 电动汽车概述
• 1.2.1 电动汽车的发展现状
• 1.2.2 电动汽车驱动系统的发展现状
• 1.2.3 电动汽车驱动系统结构及关键技术
• 1.3 车辆自动变速技术概述
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 研究目的及意义
• 1.6 本章小结
• 第2章 电动车用集成式驱动系统参数匹配
• 2.1 电动车用集成式驱动系统参数匹配
• 2.1.1 纯电动汽车驱动系统参数匹配原则
• 2.1.2 电动机参数设计
• 2.1.3 传动系的参数设计
• 2.1.4 电池组的参数设计
• 2.2 电动车用集成式驱动系统参数选择
• 2.2.1 整车参数和性能匹配
• 2.2.2 电动机的选择
• 2.2.3 传动系参数的选择
• 2.2.4 电池组的选择
• 2.2.5 参数选择小结
• 2.3 电动车用集成式驱动系统布置形式
• 2.4 本章小结
• 第3章 电机变速器一体化及控制研究
• 3.1 电机变速器一体化的实现
• 3.1.1 取消离合器可行性分析
• 3.1.2 取消同步器可行性分析
• 3.1.3 换挡执行机构的设计
• 3.2 电动车用集成式驱动系统换挡研究
• 3.2.1 电动车用集成式驱动系统工作原理
• 3.2.2 电动车用集成式驱动系统换挡控制
• 3.3 本章小结
• 第4章 纯电动汽车的换挡规律研究
• 4.1 内燃机车辆换挡规律的研究
• 4.1.1 换挡规律的类型
• 4.1.2 换档规律对内燃机车辆性能的影响
• 4.1.3 内燃机车辆换挡规律的制定方法
• 4.2 纯电动汽车换挡规律的研究
• 4.2.1 纯电动车换挡规律的设计
• 4.2.2 换档规律设计的注意事项
• 4.3 本章小结
• 第5章 纯电动汽车的仿真模型研究
• 5.1 仿真软件ADVISOR介绍
• 5.2 纯电动汽车仿真模型的建立
• 5.2.1 汽车整车模块
• 5.2.2 车轮及传动轴模块
• 5.2.3 主减速器模块
• 5.2.4 变速器模块
• 5.2.5 电动机模块
• 5.2.6 能量存储模块
• 5.3 仿真结果
• 5.3.1 动力性仿真
• 5.3.2 经济性仿真
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文