汽车动力传动系参数匹配
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
矿用汽车动力传动系统参数匹配建模优化
矿用汽车动力传动系统参数匹配建模优化张鹏;马海英;侯晓晓【摘要】在对公路汽车动力性与燃油经济性评价指标进行分析基础上,以Matlab/GUI为开发工具,开发矿用汽车动力传动系统计算仿真及参数优化平台.该平台以原地起步加速时间和等速百公里油耗线性加权为目标函数,采用线性加权法把他转化成单一目标函数;建立矿用汽车发动机和传动系统匹配方案优化数学模型.对矿用汽车动力性和燃油经济性进行计算,对传动系统匹配方案和传动系参数进行优化分析.以改进前后某车各项性能指标进行仿真,验证改进方案可行性,对改进后传动系参数进行优化,验证优化平台实用性.通过遗传算法优化模型分析,最后对具有可控性总速比和传动效率进行灵敏度分析,为新车设计和旧车改型提供参考.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P60-64)【关键词】矿用汽车;动力性;燃油经济性;参数优化平台;动力系统【作者】张鹏;马海英;侯晓晓【作者单位】黄河交通学院汽车工程学院,河南焦作 454950;黄河交通学院汽车工程学院,河南焦作 454950;黄河交通学院汽车工程学院,河南焦作 454950【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.2121 引言矿用汽车动力传动系统匹配合理程度，在很大程度上决定该车动力性、燃油经济性。
为改善矿用汽车动力性和燃油经济性，对动力传动系统进行合理匹配是一个重要途径[1]。
搭建合理高效参数优化平台，即可实现对矿用汽车动力性和燃油经济性进行仿真计算，还可实现对系统匹配方案和参数进行优化，可便捷高效实现对系统参数优化。
文献[2]搭建动力传递数学模型，对功率和燃油最优时运行状况进行分析；文献[3]搭建动力传递系统模型，研究参数影响；文献[4]根据发动机最佳经济性工作区间与常用工作区间之间相对位置，对最佳工作位置进行优化；文献[5]基于实际档位与动力系统油门控制之间关系进行优化。
以Matlab/GUI为开发工具，开发矿用汽车动力传动系统计算仿真及参数优化平台。
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。
电动汽车动力匹配计算公式
数值1
数值2
说明
0.9
0.0132 0.0212
0.4
2575
2.91352
100
551.020
333.102 535.398
27.288 33.531
7694.251 7694.251 最高车速时
33.869 41.619 最高车速时
算额定功率
数值1
数值2
0.2915
10
0.0082 0.0141
0.0076 0.0141 数值 12.0% 6.843 0.1194 40
0.0076 0.0152 数值 4.0% 2.291 0.0400 60
0.0076 0.0166 数值
理论计算
计算结果及分析(数值1)
工况 最高车速时 常规车速时 最大爬坡度 爬坡要求1 爬坡要求2 0-50Km/h 50-80Km/h 0-100Km/h
Vp
爬坡车速
fp 最大爬坡滚动阻力系数
Fw
爬坡空气阻力
Ff
爬坡滚动阻力
Fi
坡道阻力
Ft
爬坡驱动力
Pp
爬坡功率
Mp
爬坡所需扭矩
单位 /
Km/h / N N N N Kw N
np
爬坡时转速
RPM
α1 爬坡度（转EXCEL）/Fra bibliotekVp1
爬坡车速
Km/h
fp1 最大爬坡滚动阻力系数 /
Fw1
爬坡空气阻力
N
Ff1
地面附着性能允许的最大爬坡度
数值1
数值2
7.919
1
0.273
70
0.0115 0.0095
270.000
汽车传动系参数与使用工况匹配设计
汽 车传动 系统 与发动机合理 匹配 的程度决定 拟合公式的系数 。 了汽车 的动力性 、燃油经济性和排放特性 的好坏 表
嘲
。
１ 拟合公式 系数
而汽车传 动系参数 的优化设计 是在 汽车总质
量 、载荷分配 、空气 阻力和滚动阻力等参数确定 的情况 下 ，合 理的设计 和选择传 动系参数来提 高
动 进取 型 。车轮 半径 为 ：
１ ６ Ｘ ２５ ． ４＝４ ０６ ． ４ｍｍ
Ｏ ｓ ， ：
兰 坐 ！Ｌ ／ ｌ ｏ ？ ： １ １ ４ ２ Ｌ １ ０ ０ ／ ￣ ｖ ｎ
．
＝ （ ４ ０ ６ ． ４ ＋ １ ２ ３ Ｘ ２ ） ＝ ３ ２ ６ ． ２ ｍ ｍ 取车轮半径 ｒ ｒ 为０ ． ３ ３ ｍ ．
３ ． ８ ６ × ６ ， ３ ６
『 ｊ ：４ ． １ ４ ， ｂ ” ／ ｈ ／ Ｉ ｝
１ 汽 车模 型的数字化
１ ． １ 汽 车参数 的数 字化
发 动 机 发 出 的 功 率 为 ： ： １ （ Ｇ ． ￣ ｌ ａ ｌ ＋ 磊 ） 将
相关数据代入上式 ，解得 ， ＝ ０ ． ２ ８ 又因为
‘ １ ． Ｏ ２ × ４ ． １ ４ ｘ ７ ． ０ ６
表２ Ｉ 挡各车速下的等速百公 里油耗计算结果
１ ． ２ 发 动机 万有 特性 的数 字化
下面计算该车各挡等速百公里 油耗 。表 １ 为
收谢 １ ３期 ：２ ０ １ ３ — ３ — ２ ５ 作者简介 ：魏泽川 （ １ ９ ５ ４ 一） ，男 ，工程师 。
匹配后 汽 车动力 性 、燃 料经 济性 和排 放特性 。
对传动系 的参数进行优化设计 ，首要任务是 确定 与传动系匹配的评价指标 。 目前 ，多数学者 采用 动力性指标 、经济性指标 和多工况循环试验
汽车传动系参数的优化匹配研究(精)
汽车传动系参数的优化匹配研究课题分析：汽车的动力性、燃油经济性和排放特性是汽车的重要性能。
如何在保证汽车具有良好动力性的同时尽量降低汽车的油耗并获得良好的排放特性，是汽车界需要解决的重大问题。
传动系参数的优化匹配设计是解决该问题的主要措施之一。
汽车传动系参数的优化匹配设计是在汽车总质量、质量的轴荷分配、空阻及滚阻等量已确定的情况下，合理地设计和选择传动系参数，从而大幅提高匹配后汽车的动力性、燃油经济性和排放特性。
以往传动系统参数设计依靠大量的实验和反复测试完成，耗时长，费用高，计算机的广泛应用和新的计算方法的出现，使得以计算机模拟计算为基础的传动系设计可在新车的设计阶段就较准确地预测汽车的动力性、经济性和排放特性，经济且迅速。
目前国内围绕汽车传动系参数的设计和优化，主要在以下几个方面展开工作：①汽车传动系参数优化匹配设计评价指标的研究；②汽车传动系各部分数学模型的研究，特别是传动系各部分在非稳定工况下模型的研究；③按给定工况模式的模拟研究；④按实际路况随机模拟的研究；⑤传动系参数优化模型的研究；⑥模拟程序的开发和研究。
检索结果：所属学科：车辆工程中文关键字：汽车传动系参数匹配优化英文关键字：Power train；Optimization；Transmission system; Parameter matching;使用数据库：维普；中国期刊网；万方；Engineering village;ASME Digital Library文摘：维普：检索条件: ((题名或关键词=汽车传动系)*(题名或关键词=参数))*(题名或关键词=优化)*全部期刊*年=1989-2008汽车传动系统参数优化设计1/1【题名】汽车传动系统参数优化设计【作者】赵卫兵王俊昌【机构】安阳工学院,安阳455000【刊名】机械设计与制造.2007(6).-11-13【文摘】主要研究将优化理论引入到汽车传动系参数设计中，以实现汽车的发动机与传动系的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能的目的。
纯电动汽车传动系统参数匹配及优化
4、跨领域合作：加强汽车、电子、电力等多个领域的合作与交流，共同推动 纯电动汽车传动系统参数匹配及优化的技术创新和发展。通过跨领域合作，可 以充分利用各领域的优势资源和技术成果，实现传动系统性能的全面提升。
参考内容二
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，纯电动汽车成为了现代 交通工具的重要选择。而传动系统作为纯电动汽车的关键部分，其性能和效率 直接影响到整个车辆的性能和续航里程。因此，对纯电动汽车传动系统参数进 行优化，可以提高车辆的动力学性能和能源利用效率。本次演示将开展纯电动 汽车传动系统参数优化的仿真研究。
总之，本次演示通过对纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究，找出了最优 的参数组合并分析了其对车辆性能的影响。这一研究对于提高纯电动汽车的动 力学性能和能源利用效率具有重要意义，并为未来纯电动汽车的发展提供了有 益参考。
参考内容三
随着全球对环保和可持续发展的日益，电动汽车（EV）作为一种零排放、低噪 音、高效率的交通工具，在近年来得到了快速发展。其中，纯电动汽车（BEV） 由于其完全依赖电力驱动，具有更高的能源利用效率和环保性能。然而，要实 现纯电动汽车的广泛应用，仍需解决诸多技术难题，其中包括动力传动系统的 匹配与整体优化。本次演示将就这一主题进行深入探讨。
对于未来展望，本次演示认为，纯电动汽车传动系统参数优化的仿真研究仍有 很多工作需要做。首先，需要进一步深入研究不同参数组合下的传动系统性能 表现，以找到更为优秀的参数组合。其次，需要新型材料和制造工艺在纯电动 汽车传动系统中的应用，探讨其对于提高传动系统性能和效率的影响。此外， 还需要考虑不同驾驶工况和路况下的传动系统性能表现，以进一步提高仿真研 究的现实意义。
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i0 ua右移， 变化范围大，
Pe拉宽，且向右移。
u p1 u p2 u p3 ua
最小传动比与最高车速的关系
许洪国320051031
10
结论
i 0 i 0 时 2u a m 2 ， a u p x 2 u a u a max
i0 i01i02时， uama1xup1,uama1xuama2x 后备功率大，动 好力 ，性变 燃油经济性变差。
汽车比 m1 P e 功 0 03 率 .0 6 fg Tu ＝ amax 7.C 1 6D m A 4Tua 3max 若已 f、 T 知 、 C D 及 uam大 ax 致差 3.6 fg T不 uam多 ax co， n
但A/ m变化较大。
许洪国320051031
7
中 型 货 车 的 比 功 率 约 10kW/t, 其 中 Ff 约 占40％。
第三章
汽车动力装置参数匹配
Chap.3 Power Train Matching
许洪国320051031
1
3 汽车动力传动系参数匹配
3.1 发动机功率 Engine Power 3.2 最小传动比 trans. Min.Gear Ratio 3.3 最大传动比 Min. Gear Ratio 3.4 变速器档数及其传动比 3.5 动力传动系匹配
F
Ft 2 Ft 3
Ft 4
Ff Fw
许洪国320051031
Ff
ua （km/h）
18
取igI应满足要求，还要考虑道路附着条件。 越野汽车还要考虑最低稳定车速：
松软路面
土壤易受 冲击破坏
Fφ
itma x 0.37nu7m amirnrin uamin
itmax
由于轿车传动比较高，最大传动比是根 据加速能力确定。
igI
mg(f
cosmaxsinma)xr Ttqmaix0T
货车最大爬坡度约30％， 约为16.7°。
FtmaxTtqmairg x1i0 T F 通常＝ 取 0.5~0.6
许洪国320051031
17
最大爬坡度
Ft1
im atxa sni 1 [n F t(F m fF g w )]
Pi 0 Pj 0
Pe
1
T
(3m6g0uf0amax7C6DA14ua30ma)x
21.15×3600
若给m定 、CD、A、f、T，则可求出 Pe 功率
许洪国320051031
6
2 汽车比功率 kW/t—单位汽车质量具有的功率
MV Specific Power (Power Per Unit Mass)
i03i02时，uama3x up3,uama3x uamax2 其中up3不可能达到！但率 后小 备， 功 动力性变差，燃性 油变 经好 济。
许洪国320051031
11
过去选择uamax up或up稍微小于uamax。 现在,则uamax稍微小于up，以提高燃油 经济性。
0.90~1.10, 60% 轿车uamax / up＝0.70~ 0.9, 30%
1.10~1.39, 10%
P=Peak Power
许洪国320051031
12
在选择最小传动比时，也要考虑最高档 (直接档)有足够的动力性，即动力因数。
中型货D车0max0.04~ 0.08
中级轿D车0max0.1~ 0.15
D0max
Ttqmaxi0 T
r
2C1D.1A5ua2tq
最小传动比
变速器传动比
主减速器传动比
总传动比
i igici0
副变速器或分动器传动比
主减速器的传动比 i0 最小传动比
许洪国320051031
变速器传动比为1
直接挡行驶
i0
9
3.2 最小传动比的选
择 i0
Pe
i01
i02
i03
1
T
(Pf
Pw)
uamax2
uamax1
Pe
i01i02i03
uamax3
许洪国320051031
3
汽车动力传动系统匹配
汽车动力 装置参数
发动机功率
传动系 传动比
动力性 燃油经济性
驾驶性
许洪国320051031
4
3.1 发动机功率的确定
发动机功率
汽车 动力性
预期 最高车速
加速能力
爬坡能力
许洪国320051031
5
3.1 发动机功率的确定
1 根据最大车速uamax选择Pe
14
3.3 最大传动比的确定
最大传动比是汽车为I档时传动系的总传动 比。因主减速器传动比是固定的，普通汽 车没有分动器和轮边减速器，只要确定I档 传动比即可。
最大爬坡度、I档动力因数、附着力和汽车 最小稳定车速是最大传动比的制约因素。
讨论最大爬坡度时，车速很低，近似等速， 所以，Fj和Fw均可忽略。
许洪国320051031
2
汽车动力系统 汽车动力系统
汽车动力传 汽车动力传动系
动系统主要 统参数主要包括
包括发动机、发动机功率、变
传动系的变 速器档位数与速
速器和主减 比、主减速器的
速器。
型式与速比。
对动力传动系 进行优化(折 衷)，以满足 汽车对动力性 和燃油经济性 以及汽车驾驶 性的要求。
Power Train Trade-Off
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19
3.4 挡位数及其传动比的确定
mg
许洪国320051031
13
最小传动比的选择，既要考虑汽车 的最高车速，也要考虑最高档的动 力因数，特别是对货车。
主减速器传动比过小，会造成汽车 运行时发动机负荷率过大，反而不 利于提高燃油经济性。
适当地选择最小传动比，既能保证 汽车的动力性，也能有合适的燃油 经济性。
许洪国320051031
许洪国320051031
15
3.3 最大传动比的确定
低速 汽车最大驱动力
变速器I挡传动比ig1
ig1 ×i0
主减速器传动比i0
最大爬坡度
最大传动比 附着率
最低稳定速度
许洪国320051031
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FtmaxFf Fimax 低速稳定爬坡
TtqmaixgIi0T
r
mgcfosmaxmgsinmax
A/m项，m增加，A增加有限。因此， A/m随总质量的增加而减少。(2～3m2)
货车比功率随总质量增加而减小。通常， 重型货车比功率约7.35kW/t。
有的国家对汽车比功率有规定，以保证 汽车动力性不低于一定的水平，防止阻
碍正常交通流。
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8
3.2 最小传动比的选 择
最高挡行驶