纯电动汽车二挡无动力中断变速器换挡特性研究

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1、硕士学位论文纯电动汽车二挡无动力中断变速器换挡特性研究作者姓名姚伟浩学科专业车辆工程指导教师赵克刚副教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月ResearchontheCharacteristicsofShiftingof2-SpeedUninterruptedShiftTransmissionforPureElectricVehiclesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YaoWeihaoSupervisor：As

2、sociateProf.ZhaoKegangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：U463.212+.1学校代号：10561学号：201220101458华南理工大学硕士学位论文纯电动汽车二挡无动力中断变速器换挡特性研究作者姓名：姚伟浩指导教师姓名、职称：赵克刚副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：车辆工程研究方向：车辆系统动力学论文提交日期：2015年4月20日论文答辩日期：2015年6月4日学位授予单位：华南理工大学授予日期：年

3、月日答辩委员会成员：主席：熊锐(教授)委员：李礼夫(教授)姜立标(副教授)曲杰(副教授)赵克刚(副教授)摘要在纯电动汽车上搭载两挡变速器，能够有效兼顾车辆的动力性和经济性，目前越来越多的专家学者在此方面开展了研究。针对纯电动汽车驱动特点，本文提出了一种无动力中断两挡机械式变速器(以下简称2-SpeedUST—2-SpeedUninterruptedShiftTransmission)方案，2-SpeedUST是以超越离合器与摩擦片式离合器交替传递动力从而实现挡位切换，取代了普通机械式变速器同步器传动

4、机构。超越离合器自动实现结合和超越的特性使得2-SpeedUST仅需通过操纵摩擦片式离合器即可实现挡位的切换。因此，2-SpeedUST在保证无动力中断换挡的基础上，更降低了整个换挡过程中换挡控制要求。其具有生产继承性好、成本低、操纵简单、效率高、无换挡动力中断等特点，在纯电动汽车上具有良好的应用价值。本文以2-SpeedUST为研究对象，穿插运用理论分析，建模仿真和试验验证等方法，对其换挡原理、换挡特性、换挡品质和整车应用展开研究，主要内容包括如下：提出了2-SpeedUST传动方案，运用牛顿力学

5、方法分阶段建立变速器的动力学模型，分析2-SpeedUST升、降挡原理及其操作方法。整车匹配计算及建模仿真。依照标准要求计算得到包括电机、电池及变速器传动比等各关键参数。在MATLAB/Simulink仿真软件平台上，建立了整车传动系统仿真模型。对2-SpeedUST无动力中断的升、降挡特性进行了仿真验证。试验验证无动力中断换挡特性。搭建换挡功能传动试验台，基于MATLAB/Real-timeWindowsTarget工具箱编写了上位机测控软件，验证了换挡动力传递不会产生中断的特性。针对惯性相结束时

6、的冲击问题进行了优化研究，设计了升、降挡电机控制策略，通过仿真与试验对比，结果表明该策略有效降低了换挡冲击度。整车性能研究。研究了搭载2-SpeedUST的纯电动汽车整车性能表现，2-SpeedUST较单挡主减速比能够有效改善整车性能。基于遗传算法对两挡速比进行优化，进一步提升了整车性能。结果表明，与其它变速器相比，2-SpeedUST能够较好平衡与兼顾电动汽车成本和整车性能要求。关键词：纯电动汽车；两挡机械式变速器；无动力中断；整车性能IAbstractItcanbeeffectivelybala

7、ncedthedynamicsandeconomyperformanceofthevehicleifatwo-speedtransmissionisappliedforaPureElectricVehicle(PEV).Atpresent,moreandmoreexpertsandscholarshavecarriedoutresearchesinthisarea.ConsideringPEV’sdrivingcharacteristics,a2-SpeedUninterruptedShiftTra

8、nsmission(2-SpeedUST),whichisanovelseamlesstransmissionconcept,isputforwardinthisdissertation.In2-SpeedUST,thepoweristransmittedbyafrictionclutchandaoverrunningclutchalternatelysothattorealizegearshift,andthisreplacesthesynchronizeractu