《电动汽车自动变速器技术现状与发展趋势》
本文是电动汽车和自动变速箱有关本科毕业论文范文跟自动变速器类论文如何写.
摘 要：本文通过对装配自动变速器的电动汽车的优点和背景进行分析,引出自动变速器的分类及作用,接着对自动变速器的关键技术进行详细阐述.其中包括电动汽车换挡规律、换挡过程控制策略、机械结构中传动比的优化方法、数字仿真和硬件在环仿真技术等方面.最后,总结出电动汽车自动变速器的发展趋势是多挡化、智能化,通过优化换挡规律和结构来达到更好性能.
关键词：电动汽车;自动变速器;现状;趋势
1 引言
近年来,随着汽车保有量的大幅上升,能源危机和环境污染等问题越发严重,使研究人员开始研究纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车.而电动汽车因其环境友好性和驱动效率高等优点成为研究热点.变速器是电动汽车动力传动系统的重要部件,其性能对电动汽车整车的动力性经济性、舒适性等有着重要的影响.装载自动变速器的车辆,可以使驾驶员不再像驾驶手动变速器汽车那样频繁地使用离合器踏板,且具有操纵简单、起步平稳、乘坐舒适性好等许多优点.
目前,小型电动汽车多采用固定速比的单挡减速器,这种传动方式结构简单、制造成本低.但是,采用固定速比的单挡减速器不利于驱动电机发挥最大效率,同时可能在高速区时有噪声,并且容易使驱动电机产生大量热量,以及对减速器本身的齿轮副加工要求高.为了保证汽车的最高车速,减速器速比往往选择得比较小,这就使牵引电机长期处于高转矩大电流的工作状态下,电机效率比较低,从而使续驶里程减小.而装配了自动变速器则可以通过较少改变电机的工作转速、转矩来适应整车的动力性、经济性要求,大大提高效率和节约能源,增加续驶里程,并且还可以在低速挡增大爬坡能力.
2 电动汽车自动变速器分类
电动汽车使用电机取代了传统燃油车中的汽、柴油发动机,但就传动系统而言是通用的,目前国际上自动变速器主要有以下4种：液力机械式自动变速器（Automatic Tranission,AT）、电控机械式自动变速器（Automated Mechanical Tranission,AMT ）、机械无级式自动变速器（Continuously Variable Tranission,CVT）、双离合器式自动变速（Dual Clutch Tranission,DCT）.
AT由液力变矩器、行星齿轮箱和电液控制系统组成.这种自动变速技术在沃尔沃混合动力版垃圾处理车FE和日野混合动力大巴Selega上有所应用.其换挡平稳,操纵容易,在一定范围内有无级变速、变矩的能力,对负载变化有较好适应性,但是传动效率较低,经济性较差,机构复杂,设计、制造困难,成本较高.
AMT是在传统固定轴式变速器的基础上加装电控单元及相应的执行机构构成的.对传统手动变速器改动较小,成本低,能传递较大转矩,传动效率高,冷却、润滑方式简单,油液污染少,但是换挡过程中难以避免会产生冲击和动力中断,控制方法需要进一步改进.典型的车型有中通客车V10K,苏州金龙海格KLQ6129GHEV,奥运会纯电动客车,福田欧辉纯电动城市客车 BJ6123.
CVT结构简单、体积小,主要由主动轮组、从动轮组和金属带组成,通过主、从动轮中可动盘的移动来改变主、从动轮与金属带的啮合半径,从而实现变速机构传动比的连续变化,实现无级变速.CVT在混合动力汽车上得到了广泛应用,代表车型有日产公司的TINO、本田公司的CIVIC以及INSIGHT等.但CVT能够传递的转矩有限,故目前多用在中、小排量的乘用车上.
DCT基于手动变速箱基础之上.而与手动变速箱所不同的是,DCT中的两幅离合器与二根输入轴相连,换挡和离合操作都是通过集成电子和液压元件的机械电子模块来实现,即这种变速箱形式就有两个离合器,一个控制奇数挡,一个控制偶数挡.交替使用,换挡时间大大缩短.
3 电动汽车自动变速器关键技术
3.1 电动汽车的换挡规律
根据控制参数的不同可以分为单参数换挡规律,双参数换挡规律以及动态三参数换挡规律.汽车用单参数换挡规律一般选择相对稳定的车速作为控制参数,二参数换挡规律克服了单参数换挡规律的缺点,其控制参数类型有车速与油门开度、液力变矩器泵轮转速与涡轮转速、车速与发动机转矩等,但当前采用最多的形式仍为车速与油门开度.葛安林将更能反映车辆实际工作状态的重要动态参数——加速度引入换挡控制,形成动态三参数换挡规律.
以制定方法为分类依据的换挡规律,使用得较多的一类是在选定换挡控制参数之后,按照某些性能指标最优的原则求换挡规律,根据制定方法的不同还可以分为动力性换挡规律,经济性换挡规律;另一類则是利用优秀驾驶员的驾驶经验及领域专家的知识形成智能换挡控制规则.
李伟等提出了基于最佳效率的换挡规律优化方法并制定了最佳效率换挡规律,同时与最佳动力性换挡规律进行性能比较,着重研究基于电机效率的换挡规律优化方法,制定了换挡规律;晏伟清按照燃油汽车换挡规律制定方法根据驱动电机的效率建立了传统的双参数换挡规律,并在静态换挡规律的基础上进行动态换挡规律的制定及修正.
3.2 换挡过程控制策略
换挡品质是指在保证汽车动力性与动力传动系统寿命的前提下,能够迅速而平稳换挡的程度,集中体现为舒适性.换挡品质的评价指标主要有滑磨功,冲击度,换挡时间,这几个评价指标相互制约,如果追求换挡时间短,则会造成冲击度大,如果想要降低冲击度,则又会造成滑磨功增大,因此需要对这几个量进行综合控制,以达到最佳的换挡品质.
对于电动汽车换挡过程,主要研究电机和变速器的协调控制,常采用建模仿真与台架或实车试验相结合的方法,首先建立电机,发动机,自动变速器的数学模型,然后将控制过程中的影响因素作为仿真参数,按设定的目标进行仿真计算,最后通过试验对仿真结果进行验证.任刚分析了直流有刷电机驱动的AMT换挡过程中离合器结合过程的控制算法对换挡品质的影响,提出了一种以发动机主从动轮的转速差、发动机输出扭矩为基础的离合器控制策略.柴本本等针对换挡过程不同阶段同步器动力学模型的复杂性和不确定性,提出了一种最优控制策略对驱动电机转矩进行反馈补偿和采用非线性时间最优控制对换挡电机进行位置控制,以优化整个换挡过程.
该文点评，上文是关于自动变速器方面的相关大学硕士和电动汽车和自动变速箱本科毕业论文以及相关电动汽车和自动变速箱论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
电动汽车和自动变速箱引用文献:
[1] 电动汽车和自动变速箱专科毕业论文范文 关于电动汽车和自动变速箱相关专升本论文范文2万字
[2] 故障硕士论文开题报告范文 关于自动变速箱和汽车产业相关论文例文2万字
[3] 故障排除论文怎么写 自动变速箱和汽车产业本科毕业论文范文2000字
