基于整车性能的汽车传动系参数的优化设计
汽车传动系参数的优化匹配

功率极限发挥率 . 反映了发动机输 出的最 大功率 丌 雠在驱动轮上 速器 传 动 比 的乘 积 。 得到发挥的极 限程度 , 其定义如式所示。优化时取 . 的最大值。 42 目标 函 数 的建 立 .
421汽 车动力系统 匹配程度评价指标 优 化的 目标 函数 采用 -. 驱动功率极 限发挥率 . m ,它反映了发动机输 出的最大功率 在
式 中 : n —— 发动机 转速 1 ( mi) 广 多项 式 中系数 ; O r, n; c 多项 式中阶数。 用最小二乘法拟合获得发动机外特性拟合 曲线。 33传动系效率的数学模型 发动机的净功率输出 , . 主要用于克服 离合器起步过程、 动力传递 的能量损失和行驶阻力, 均匀行驶时各种损 失, 因此在大多情况下 , 以采用经验公式进行估算:7 吼叼 可 = 式 中: im — 分 别 为 圆 柱齿 轮 、 ,, — 圆锥 齿 轮和 万 向 节 数量 : , , 一 分别为圆柱齿轮、 叼 圆锥齿轮和万 向节的传 动效率。
驱 动 轮 上 得 到 发 挥 的极 限程 度 。 422 约 束 条 件 .. 4221 变速 器 速 比 约 束 条件 ...
转 矩 尬 可 以 看 成 是 发 动 机 转 速 的 函 数 ,用 以 下 多 项 式 表 示 :
= ,
(= , , , , i0 1 2 … k)
i O =
的 传 动 比 可 以 无 级 变 化 ,则 阴 影部 分 可 以完 全 消 除。 但 对 于 机 械 变 34 汽 车 行驶 方程 式 . 速 器 而 言 , 变 速 器 只 有 汽 车 的行 驶 方 程式 为 : + = + 几 个 挡 位 , 以 , 影 区 所 阴 图 1 驱动特性曲线 4汽车动力传动系参数优化 匹配 不可能完全消 除, 但可 以通过选 择适 当的传动比 , 使阴影部 分的面积 41设计 变量 的确定 传动 系主要设计参数就是各挡传 动比, . 对 最 小 , 就 是 动 力传 动 系 的优 化 问题 。 这 传动 系而言 , 在其他条件相同的情况下 , 最终影响汽车动 力性及燃油 图 2反映不同速度下发动机传到汽车驱动轮上的极限功率。 驱动 经济性 的参数是传 动系的总传动 比,即变速器各挡的传动 比与主减
基于Cruise的电动公交车用AMT换挡控制及整车性能优化

[1] 陈 清 泉, 孙 逢 春, 祝 嘉 光 . 现 代 电 动 汽 车 技 术 . 北 京: 北 京 理 工 大 学 出 版 社, 2002,1~3.
电池是纯电动汽车唯一动力来源,综合
考虑选用磷酸铁锂电池。电池组的容量必须
满足电动汽车续驶里程的要求。
由于电动汽车在行驶过程中,应当在低
挡位获得较高的启动转矩,高挡位获得较高
的行驶速度,因此挡位数的选择原则是尽可
能增多挡位数使电机处于动力性和经济性较
图1 Cruise下的整车模型
48 AUTO TIME
NEW ENERGY AUTOMOBILE | 新能源汽车
基于 Cruise 的电动公交车用 AMT 换挡控制 及整车性能优化
刘京静 日照职业技术学院 山东省日照市 276826
摘 要:本文提出一种应用于纯电动公交车的“电机 + 离合器 + 五挡 AMT”的传动系布置方案并进行了参数匹配。 建立了基于 Cruise 的整车性能仿真模型,并与其他传动系配置方案进行对比。结果表明,该方案明显优于其 他方案。
最大加速度和 0~50km/h 加速时间的要求,且
能满足中国公交工况下的车辆功率需求。最
高转速可根据最高车速来确定。最大转矩的
下限值要满足最大爬坡度的要求。即:
{ } ( )( ) ( ) ( ) nPmmaaxx
= =
max Pv n ua max
ua max
, Pi
imax
, Pj
tmax
( ) Tmax = T imax
器控制包括起步和换挡控制,主要是为了使 离合器在起步和换挡过程中的滑磨功和冲击 度尽可能小,同时换挡时间尽可能短,提高 驾驶舒适性。
关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化

关于纯电动汽车动力传动系统匹配与整体优化摘要:发展新能源汽车成为未来汽车行业的主要趋势,纯电动汽车已经成为社会关注的重点问题。
但是当前纯电动汽车在关键技术等方面还是存在不足,主要集中在续航和充电等两个方面,而如何处理好纯电动汽车动力传动系统匹配,做好系统参数的设置,使汽车在规定电量当中最大限度地提升动力性,保障有效的续航里程成为主要目标。
解决纯电动汽车动力传动系统参数匹配与整体优化具有现实意义。
关键词:纯电动汽车;动力传动系统匹配;整体优化我国汽车尾气排放严重,能源消耗不断地加快,导致传统汽车节能环保问题突出。
而纯电动汽车在结构上更为简单,能源选择多样,与传统汽车相比不会产生加大的噪声,能够更好地控制尾气的排放,逐渐的受到了不同汽车企业的关注,加大了对纯电动汽车的研发力度。
1纯电动汽车结构原理动力系统、电气设备等共同构建成为纯电动汽车的基本结构,并且与内燃机在结构上进行比较,两者最大的差异主要集中在动力系统上,特别是纯动力汽车主要有电力驱动系统、电源管理系统以及辅助系统。
在电力驱动系统运行当中将电池化学能之间的转换为汽车动能,同时还能够在汽车减速等状态下降动能转换为电能直接的存储到电池当中。
功率转换器、机械传动系统、电子控制器等共同构建成为电力驱动系统,对于纯电动汽车整体动力与经济状况等有着直接的影响。
电源系统能够为汽车的行驶提供驱动能源,主要有能量管理系统、充电装置、蓄电池等。
并且能够检测电池的运行状态,开展及时的充电管理。
纯电动汽车辅助功能主要有照明系统、空调系统等。
同时还具有辅助动力源,能够为空调系统等提供及时的电源。
2纯电动汽车动力系统参数匹配设计2.1电机参数设计对于驱动电机纯电动汽车有着较高的要求,与传统电机相比在技术规范上更为严格,这是由于驱动电机关系到汽车的频繁起动和停车的过程有效性,将会承受较大的制动力,特别是纯电动汽车在电机使用上要凸显出瞬时功率、过载能力等特点,需要拥有较为突出的加速性能,要保障其使用寿命较长。
纯电动客车动力传动系参数匹配及整车性能研究

纯电动客车动力传动系参数匹配及整车性能研究一、本文概述随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注,纯电动客车作为一种绿色、环保的交通工具,受到了广泛的关注和应用。
然而,纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题一直是影响其整车性能的关键因素之一。
因此,本文旨在深入研究纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题,以及其对整车性能的影响,为纯电动客车的研发和优化提供理论支持和实践指导。
具体而言,本文将首先分析纯电动客车动力传动系统的基本原理和构成,探讨其主要组成部分(如电池、电机、变速器等)的性能特点和相互关系。
在此基础上,本文将研究纯电动客车的动力传动系统参数匹配问题,包括电机参数、电池参数、传动比等的匹配与优化。
本文还将探讨这些参数匹配对纯电动客车整车性能(如动力性、经济性、续驶里程等)的影响,以及如何通过参数优化来提升整车性能。
通过本文的研究,希望能够为纯电动客车的动力传动系统参数匹配提供理论依据和实践指导,推动纯电动客车技术的进一步发展,为绿色交通和可持续发展做出贡献。
二、纯电动客车动力传动系统概述纯电动客车作为新能源汽车的重要组成部分,其动力传动系统的设计与优化对于提升整车性能具有至关重要的作用。
纯电动客车的动力传动系统主要由电池组、电机、控制器以及传动机构等核心部件构成。
这些部件的协同工作,使得纯电动客车能够实现高效、环保的行驶。
电池组是纯电动客车的“心脏”,它为整车提供所需的电能。
电池组的性能直接影响到车辆的续航里程、加速性能以及能量利用率等关键指标。
因此,在动力传动系统参数匹配过程中,需要充分考虑电池组的能量密度、充放电速率以及循环寿命等特性。
电机作为动力输出装置,负责将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。
电机的选择需要考虑其功率、扭矩以及效率等因素,以确保纯电动客车在不同工况下都能够提供足够的动力。
同时,电机的控制策略也是动力传动系统中的重要环节,它直接影响到车辆的驾驶性能和能量消耗。
控制器是纯电动客车的“大脑”,它负责协调电池组、电机以及传动机构等部件的工作。
汽车传动系选型匹配与参数优化设计软件研制

d i 1 .9 9 jin 1 7 —3 4 .0 10 .0 o : 03 6 / .s .6 3 1 22 1 .50 5 s
汽 车传 动 系选 型 匹配 与参 数 优 化 设 计 软件 研 制
韩 越 , 家 超 , 江 苏 张 朱
( 东 理 工 大 学 交 通 与 车辆 工 程 学 院 , 东 淄 博 2 5 4 ) 山 山 5 0 9 摘 要 : MA L 以 T AB与 Vsa c + i l + 为软 件 平 台研 制 了功 能全 面 、 面友 好 、 作 灵 活 的 “ 车 动 力 参数 仿 真 分析 与 u 界 操 汽 优 化软 件 ” D S V P O。该软 件 可 以根 据 汽 车设 计 生产 企 业 的能 力及 具体 要 求 , 对 不 同型号 的 成 品发 动 机 、 实现 变速 器和 主减 速 器 的选 型 匹配和 对 汽 车 的传 动 系参数 的 优 化设 计 计 算 。
产过程 的一 个重 要 环节 。目前 . 国内所 设计 的汽 车 传动 系参 数优 化 软件 ,多 数 主要 侧 重 于对 变速 器 传 动 比 的优化 ,生 产 时需 要 厂家 根据 优 化计 算 结 果对变 速 器齿 数进 行 圆整 .实 际生产 出的变 速 器 传 动 比很 难 与理论 计 算结 果 一致 :且 有 些软 件 的 通 用性 较差 、 户操 作 界 面结 构较 单 一 、 用 交互 性 不
Abtat h eil D n mc P r t sSm l i n pi ztn sf ae ( D S src:T eV h e y a i a me r i ua o ad O t ai ot r V P O)wt o rh ni u ci s c a e tn mi o w i cmpe es efnt n , h v o
纯电动汽车变速器传动比区间优化

纯电动汽车变速器传动比区间优化赵韩;冯永恺;黄康【摘要】针对纯电动汽车传统传动比优化所得结果为确定值,而变速器齿轮配齿所得传动比往往偏离该确定值的问题,根据某典型行驶工况,在整车参数已定的情况下,对驱动电机进行匹配选择。
以传动比为变量,结合两参数换挡规律,提出一种传动比区间优化方法。
优化结果表明,该方法所得传动比的最大可行区间既能解决齿轮配齿问题,又能使电机驱动系统工作在高效区。
%In connection with the problem that the transmission ratio optimized by traditional op-timization method was often different from the real value decided by gear teeth matching,according to a typical running cycle and in the case of parameters of electric vehicle were set,the drive motor wasmatched.Taking the transmission ratio as a variable,combining with the two parameters shift sched-ule,an interval optimization method was established finally.The results show that the maximum fea-sible interval of the transmission ratio obtained from proposed method can solve the matching problem of gear teeth and make the motor drive system working in the high efficiency areas.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】7页(P698-703,709)【关键词】传动比;电动汽车;区间优化;变速器【作者】赵韩;冯永恺;黄康【作者单位】合肥工业大学,合肥,230009;合肥工业大学,合肥,230009;合肥工业大学,合肥,230009【正文语种】中文【中图分类】U463.2并得到了传动比最优值,但在变速器各挡齿轮配齿过程中,由于齿轮齿数为离散变量,因此配齿所得传动比往往会偏离最优结果,从而影响汽车传动系统的设计。
汽车动力传动系统参数优化设计和匹配研究

p w r a n p r meesAp l ig s lt n s f a e A o e t i aa tr . py n i a i o t r VL- r ie t s b ih s lt n mo e o h o l t e il r mu o w C us o e t l i a i d l f t e c mp ee v h ce a s mu o p ro ma c , t ga e i i I HT o t a ea d c l rt t e ac lt n ef r n ei e r t w t S G s f r ,n a i a e h c l u ai mo e . a e o te i t g ain f te w n h w b o d 1 s d n h n e rt o h t o B o s f r ,p i z d a d mac e h e r r t f v h ce p w r a nT e r s l h w t a u lc n u t n o DC o wa eo t t mie n th d t e g a ai o e i l o e t i . h e u t s o h tf e o s mp i f NE o r s o w r ig o d t n r d c d .3 L O m a d a i e d s n e u r me t t h s me i , e e il d n mi o k n c n i o e u e 05 /I 0 k i n s t f d e i r q i s i g e n , t e a t a met v h ce y a c h p r r a c a g t sas u f ld eo f m n e tr e l f l l . i o ie
车辆动力系统的优化设计与实验研究

车辆动力系统的优化设计与实验研究在当今社会,车辆作为人们出行和运输的重要工具,其性能的优劣直接影响着用户的体验和经济效益。
而车辆动力系统作为车辆的核心部分,对于车辆的动力性、经济性和排放性能等方面起着决定性的作用。
因此,对车辆动力系统进行优化设计和实验研究具有重要的现实意义。
车辆动力系统主要由发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件组成。
发动机作为动力源,其性能的好坏直接决定了车辆的动力性和经济性。
传统的燃油发动机在燃烧过程中会产生大量的废气排放,对环境造成污染。
随着环保要求的日益严格,新能源动力系统,如电动汽车和混合动力汽车,逐渐成为研究的热点。
在车辆动力系统的优化设计中,首先需要考虑的是发动机的优化。
通过改进发动机的进气系统、燃油喷射系统和燃烧过程,可以提高发动机的燃烧效率和功率输出。
例如,采用涡轮增压技术可以增加进气量,提高发动机的动力性能;采用缸内直喷技术可以使燃油更加均匀地喷射到气缸内,提高燃烧效率。
此外,优化发动机的配气机构和气门正时系统,也可以改善发动机的换气过程,提高发动机的性能。
变速器是车辆动力系统中的另一个重要部件,其作用是根据车辆的行驶工况,将发动机的动力合理地传递到驱动轮上。
对于手动变速器,通过优化齿轮比和换挡策略,可以提高换挡的平顺性和动力传递效率。
对于自动变速器,采用先进的控制策略和换挡逻辑,可以实现更加快速和平顺的换挡过程。
此外,无级变速器(CVT)由于其连续可变的传动比,可以使发动机始终工作在最佳工况点,从而提高车辆的燃油经济性。
除了发动机和变速器的优化,传动轴和驱动桥的设计也对车辆动力系统的性能有着重要影响。
合理设计传动轴的长度、直径和材料,可以减少传动过程中的能量损失;优化驱动桥的齿轮传动比和差速器结构,可以提高车辆的驱动力和通过性能。
在进行车辆动力系统的优化设计后,还需要进行实验研究来验证设计的效果。
实验研究通常包括台架实验和道路实验。
台架实验可以在实验室环境下对发动机、变速器等部件进行单独测试,获取其性能参数和工作特性。
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比, 即 变速器 各挡的 传动比i 9 与主 减 速器传动比i 。 的
乘积, 故选择设计变量为:
2 . 2 目 标函数的建立 2 . 2 . 1 动力性分目 标函数 采用能综合评价汽车动力性能的原地起步连续 换挡加速时间作为动力性目 标函数。
传动系优化数学模型, 利用复合形法对此模型进行优化。实例结果表明, 应用此法对汽车传动系参数进行设计, 整车综 合性能均有显著改善。 关键词: 汽车 整车性能 传动系参数 优化设计 中图分类号: T H 1 3 文献标识码: A 文章编号: 1 6 7 1 -3 1 3 3 ( 2 0 0 6 ) 0 6 一 戒 0 9 7 - 0 - 3
K e y w o r d s ; A u t o m o b i l e C o m p e r h e n s i v e v e h i c l e p e r f o r m a n c e P o w e r t r a i n p a r a m e t e r O p t i m i z a t i o n d e s i g n
? 艺间 , 艺 间 ...
争
C
+
式中: 9 。为对应发动机转速n 。 和有效转矩 孔的发动 机N O x 的排放率, g / s ; D为模型中各阶系数组; s为模
型的阶数。
2 传动系参数的优化设计
2 . 1 优化设计变量的选取 传动系主要设计参数就是各挡传动比, 对传动系 而言, 在其他条件相同的情况下, 最终影响汽车动力 性、 燃油经济性和排放性能的参数是传动系的总传动
式中: 4 e c 为对应发动机转速 n 。 和有效转矩 双的发动 机H C的排放率, g / s ; C为模型中各阶系数组; ; s 为模
型的阶数。
2 . 2 . 3 尾气排放的分目 标函数 尾气排放的分 目标函数是以多工况汽车尾气的 主要污染物单位里程的排放总量 Q w ( g / k m ) 来表示。 Q w=Q C O +Q H C +Q N O x・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ …… ( S )
为了降低汽车的燃油消耗量和减少尾气排放, 各 国汽车界围绕着汽车和发动机采取了很多措施, 其 中, 优化匹配动力传动系统是一个较好的途径。汽车 的动力性、 燃油经济性和排放特性的好坏在很大程度 上取决于发动机的性能和传动系形式及参数的选择, 取决于汽车动力传动系统合理匹配的程度。 本文提出将汽车原地起步连续换档加速时间、 多 工况百公里油耗和多工况尾气排放 的主要污染物 ( C O , H C和 N O x ) 的排放总量进行加权作为统一 目 标 函数, 对汽车动力传动系统的匹配进行评价, 选取适
f o r m a n c e a n d e m i s s i o n p e r f o r m a n c e e r s p e c t i v e l y , a n d t h e n t r a n s f o r m i t t o a s i n g l e o b j e c t i v e f u n c t i o n场 u s i n g t h e l i n e a r a d d i n g . E s t a b l i s h i n g t h e o p t i m i z a t i o n m a t h e m a t i c a l m o d e l o f p o w e r t r a i n , a n d o p t i m i z i n g t h i s m o d e l 师c o m p l e x a l g o r i t h m . A c a l c u l a t i o n e x - a m p l e s h o w s t h a t o p t i m i z a t i o n o f t h e p o w e r t r a i n p a r a m e t e r u t i l i z i n g t h i s m e t h o d , t h e c o m p r e h e n s i v e p e r f o r m a n c e o f t h e a u t o m o b i l e b a n b e e n r e m a r k a b l y p r o m o t e d .
O p t i m i z a t i o n d e s i g n o f a u t o mo b i l e p o w e r t r a i n p a r a me t e r b a s e d o n c o mp r e h e n s i v e v e h i c l e p e r f o r ma n c e
1 发动机特性数学模型的建立
1 . 1 发动机外特性数学模型 使用发动机的台架试验数据来描述, 以矩阵形式 输人程序, 采用最小二乘曲线拟合的方法描述:
T , w = a o + a , n . , + a Z 2 n 2 , 2 + …+ a 2 、 k n k , k… …( 1 )
L i S u h u a ' ' 2 , T a n g X i n p e n g ' , F a n g Q u n b o 3
( 1 S c h o o l o f M e c h a n i c a l S c i e n c e &E n g i n e e r i n g , H u a z h o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , W u h a n
式中: a i ( i 二 0 , 1 . . . . . . . . k ) 为待拟合多项式系数, 即通
过选取若干试验数据点进行曲线拟合得出的各阶系
数; ; n , 为 发动 机转速, r / m i n ; T , 。 为发动 机外特性转矩,
N " m ; k 为多项式最高阶 数即 拟合阶 数。 1 . 2 发动机万有特性数学模型 1 . 2 . 1 发动机燃油万有特性
发动机 的使用燃油万有特性 的数学模型可表
示为:
当的排放级别作为统一目 标函数的一个约束条件, 利 用计算机对汽车动力传动系统进行模拟仿真计算, 通 过对汽车动力传动系参数的优选, 达到改善汽车的燃
油经济性、 动力性和尾气排放。
现代制造工程 2 0 0 6 年第 6 期
设备设计/ 诊断维修/ 再制造
t i o n a n d e m i s s i o n a t t h e c y c i e o f m u t i - w o r k i n g c o n d i t i o n a s t h e o b j e c t i v e f u n c t i o n s o f t h e p o w e r p e r f o r m a n c e , t h e e c o n o m y p e r -
为发 式中: 9 , 为发动机的燃油消耗率, g / ( k W・ h ) J, 动机的有效转矩, N・ m ; A为模型中各阶系数组; ; s 为
模型的阶数。 1 . 2 . 2 发动机排放万有特性 发动机的主要排放物 C O , H C和 N O x 的排放率分
别为4 c o , 4 e c 和4 。的数学模型为:
设备设计/诊断维修/ 再制造
现代制造工程 2 0 0 6 年第 6 期
基于整车性能的汽车传动系参数的优化设计
李素华’ , 2 , 唐新蓬’ , 方群波,
( 1 华中科技大学机械学院, 武汉 4 3 0 0 7 4 ; 2江汉大学机电与建筑工程学院; 3东风汽车公司)
摘要 在建立发动机特性数学模型的基础上, 以原地起步连续换挡加速时间、 多工况循环行驶油耗和多工况汽车尾气 污染物排放量作为衡量动力性、 经济性和排放性能的3 个分 目 标, 采用线性组合的方法将其转换成单一 目 标函数, 建立
算系 数; m为 汽 车 质 量, k g ; i g , i 。 分 别为变 速器和 主 减
速器传动比; ; r 为车轮滚动半径, m 扩为滚动阻力系数;
C 。 为空 气阻 力系 数; ; A 为汽 车 迎风面 积; m 2 ; u 。 为汽车 车 速, k m / h ; 几为 起步时间, s ; 7 ) : 为传动效率, ; u -,
u i 。 为汽车加速起始及加速终了车速, k m / h o
2 . 2 . 2 经济性分目 标函数 燃油经济性分 目 标函数是汽车多工况循环行驶 的百公里油耗量 Q : :
0 - = I Q 、 1 0 0. . . . … … , . . . . . . . . . . . . . … …( 7 )
5
式中: , Y Q为整个行驶过程包括等速、 加速、 减速及怠
速段 的油耗 量之 和, m l ; S为整个 循 环 的行 驶距
离, k m , )
+ 2 ) 一 . 1 一 1 + i ] T ' W , - '
・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ …… ( 4 )
式中: 4 c 。 为对应发动机转速 n 。 和有效转矩 T Q 的发动 机C O的排放率, g / s ; B为模型中各阶系数组; ; s 为模
型的阶数。
、 艺j=o 一
,
= o ‘ [ 寸 “
+ 1 ) ( j + 2 ) 一 j 一 1 + i ] T } } - `
( 2 )
滚动阻力, N ; F 。 为空气阻力, N ; S 为汽车旋转质量换
3 D o n g f e n g M o t o r C o r p o r a t i o n , C H N )
A b s t r a c t O n t h e b a s i s o f e n g i n e p a r t i c u l a r i t y m a t h e m a t i c a l m o d e l , u s i n g t h e o r i g i n u n d e r w a y a c c e l e r a t e t i m e , t h e o i l c o n s u m p -