混合动力汽车传动系统设计及其台架试验

【摘要】：随着社会的发展，世界能源消耗不断增加，全球石油资源日渐枯竭和环境污染日趋严重的问题摆在了人类的面前。近年来，世界各大汽车厂商都致力于开发一种性能好、成本低而且环保的汽车，研发重点在于改善汽车的动力性、燃油经济性和排放性能。混合动力汽车作为传统燃油汽车的改进车型，能够很好地满足人们的要求，并已成为汽车的发展方向之一。 混合动力传动系统是混合动力汽车的核心部分。本文根据混合动力汽车动力传动系统的结构和性能特点及其发展趋势，针对混合动力汽车的传动系统进行了参数匹配设计。根据混合动力汽车开发项目试验需要，进行了混合动力试验台的设计和搭建工作，完成了电机启动发动机功能验证试验和行进中起动发动机等台架试验。本文主要进行了以下几个方面的研究： ①根据某原型车的结构参数和技术参数，制定了汽车动力性、燃油经济性和纯电动续驶里程等方面的设计要求，根据设计要求并结合所设计的混合动力传动系统的结构特点，对该混合动力传动系统进行了参数匹配设计，包括动力源总功率确定，发动机、电机、电池组等的参数设计以及主减速器速比设计等。 ②根据设计需要，对混合动力汽车试验台架的元部件试验功能和整车试验功能进行了分析，并结合试验台的设计原则和设计目标，确定了试验台的总体结构方案，并完成了试验台的搭建。 ③进行了ISG电机单独驱动、发动机单独驱动、联合驱动和发动机驱动ISG发电的功能验证试验，验证了主要部件的功能和动力总成的功能。 ④进行了电机启动发动机功能验证试验，多次试验的结果验证了在不同的离合器预压力下，ISG电机能顺利快速地启动发动机，并且随着结合离合器的压力增大，启动时间缩短，实现了启动时间小于0.5s的设计目标。 ⑤进行了行进中起动发动机的台架试验，并根据试验进程制定了三套试验方案。在研究分析试验结果后，提出了试验台的改进方案，确认了弹性减振系统对试验结果的影响。改进的试验方案取得了令人满意的试验效果，为试验台改进和混合动力汽车的开发提供了试验依据。 【关键词】：混合动力汽车 传动系统 参数匹配 台架试验
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 引言9
• 1.2 混合动力汽车概述9-14
• 1.2.1 混合动力汽车的定义10
• 1.2.2 混合动力汽车的特点10-11
• 1.2.3 混合动力汽车的类型及特点11-14
• 1.3 混合动力汽车传动系统研究意义14
• 1.4 混合动力汽车动力耦合系统14-17
• 1.4.1 动力耦合系统的功能14-15
• 1.4.2 动力耦合系统的分类15-16
• 1.4.3 动力耦合系统的发展趋势16-17
• 1.5 混合动力传动系统17-22
• 1.5.1 典型混合动力传动系统介绍17-21
• 1.5.2 混合动力传动系统发展趋势21-22
• 1.6 本文的主要研究内容22-25
• 2 混合动力汽车传动系统参数匹配设计25-39
• 2.1 整车基本参数和设计要求25-27
• 2.1.1 原型车主要结构参数及技术参数25-26
• 2.1.2 主要设计要求26-27
• 2.2 动力系统参数设计27-34
• 2.2.1 动力源总功率的设计计算27-28
• 2.2.2 发动机参数设计28-29
• 2.2.3 电动机参数设计29-32
• 2.2.4 电池组参数设计32-34
• 2.3 传动系统参数设计34-36
• 2.3.1 传动系统最小传动比34-35
• 2.3.2 传动系统最大传动比35-36
• 2.3.3 CVT 与主减速器的总传动比36
• 2.3.4 传动系统速比的最终确定36
• 2.4 参数匹配结果36-37
• 2.5 本章小结37-39
• 3 混合动力汽车开发试验系统平台设计及试验技术39-51
• 3.1 混合动力汽车开发试验平台功能分析39-42
• 3.1.1 元部件试验功能40-41
• 3.1.2 整车试验功能41-42
• 3.2 试验台的功能设计及设计目标42-44
• 3.2.1 试验台的设计原则42
• 3.2.2 试验台的设计目标42-43
• 3.2.3 试验台系统功能设计43-44
• 3.3 试验台总体方案设计44-45
• 3.4 混合动力汽车台架试验技术45-49
• 3.4.1 动力总成控制技术45-46
• 3.4.2 CAN 数据通信技术46-48
• 3.4.3 dSPACE 实时仿真技术48-49
• 3.5 本章小结49-51
• 4 混合动力汽车台架试验及其结果分析51-73
• 4.1 电机启动发动机功能验证试验51-55
• 4.1.1 试验介绍51-52
• 4.1.2 试验数据和数据处理52-55
• 4.1.3 试验结论55
• 4.2 发动机、电机及其联合驱动功能验证试验55-60
• 4.2.1 ISG 单独驱动试验以及外特性试验55-57
• 4.2.2 发动机单独驱动试验以及系统外特性试验57-58
• 4.2.3 发动机与 ISG 并联驱动试验58-59
• 4.2.4 发动机驱动电机发电试验59-60
• 4.2.5 试验结论60
• 4.3 行进中起动发动机台架试验60-70
• 4.3.1 试验目的60
• 4.3.2 试验项目和方法60-61
• 4.3.3 试验结果61-70
• 4.3.4 试验总结及优化建议70
• 4.4 本章小结70-73
• 5 总结与展望73-75
• 5.1 全文内容总结73
• 5.2 研究展望73-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录81
• A. 作者在攻读学位期间参加的科研项目81

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