混合动力汽车用行星齿轮结构参数优化及应用
辛普森行星齿轮变速装置结构与工作原理通用课件

清洗变速器
定期清洗变速器内部的油泥和杂质 ,以保持变速器的良好工作状态。
检查齿轮和轴承
定期检查变速器内部的齿轮和轴承 是否磨损或损坏,如有需要应及时 维修或更换。
常见故障及排除方法
挂挡困难
可能是由于同步器或换挡机构的故障,需要检查 同步器和换挡机构是否正常工作。
变速器异响
可能是由于轴承损坏或齿轮磨损,需要检查轴承 和齿轮的工作情况。
轻量化设计
优化变速装置的结构设计 ,采用轻量化材料,降低 装置的重量,提高其机动 性能。
应用领域拓展
新能源汽车
航空航天
随着新能源汽车的快速发展,辛普森 行星齿轮变速装置在电动汽车、混合 动力汽车等领域的应用将进一步扩大 。
在航空航天领域,辛普森行星齿轮变 速装置可用于飞机和卫星的起落架、 发动机等关键部位,满足其高精度、 高可靠性的要求。
固定元件
行星轮系中的固定元件通常包括一个中心轮和一个齿圈,它们固定在行星轮系 的壳体上,用于传递动力。
太阳轮
太阳轮
太阳轮是行星轮系中的另一个重要元件,通常与输入轴直接相连,用于接收动力 输入。
太阳轮的齿数
太阳轮的齿数是影响变速比的关键参数之一,通过改变齿数可以实现不同的变速 比。
齿圈
齿圈
齿圈是行星轮系中的固定元件之一,通常与输出轴相连,用 于传递动力。
输出轴
输出轴是用于传递动力的部件,通常与齿圈直接相连。
03
辛普森行星齿轮变速装置的 工作原理
变速原理
辛普森行星齿轮变速装置通过改变齿轮的齿数或行星排的 组合方式,实现速比的改变,从而达到变速的目的。
辛普森行星齿轮变速装置通常由多个行星排组成,通过控 制行星排的组合和齿轮的齿数,可以实现多种不同的速比 ,满足不同的变速需求。
专家系统的混合动力汽车控制系统设计

专家系统的混合动力汽车控制系统设计摘要:对混合动力汽车的专家控制系统及其实现方法进行了探讨,设计了控制系统的结构,主要包含数据采集和行驶状态反馈系统、专家控制系统和执行系统,构建了专家控制系统中的知识库、综合数据库、控制规则及推理机,阐述了实现方法和工作过程。
关键词:专家控制系统;混合动力汽车;产生式规则;多模式转换面对环境污染和能源日益短缺的双重压力,新能源汽车成为国内外研究的热点。
油电混合动力汽车驱动系统由传统内燃机和电动机构成,不仅具备内燃机车的特征,同时还具备电动车的优点。
系统结构形式分为串联式、并联式和混联式,驱动方式包括纯发动机驱动、纯电动驱动、混合动力驱动和再生制动。
车辆行驶时,通过驾驶员的意图和汽车实际运行状态决定采用何种驱动方式,这就需要驱动系统之间的切换和相互协作。
因此,控制策略、驱动系统和动力耦合传动系统的良好匹配直接影响混合动力汽车的动力性、能源消耗性、环境污染性等使用性能。
现有技术的混合动力控制系统在结构和控制方法上还存在一些不足,例如:无法满足不同路面环境下汽车的自动控制,特别是在快速、平稳地起动、切换以及乘员舒适性等方面还需要进一步改进。
基于专家系统的混合动力汽车控制系统设计的目的在于优化车载能源和控制策略以及工作模式,合理进行动力分配,使得发动机与电动机的配合处于最佳工作区域,降低油耗与污染排放以及提高乘员的舒适性。
1控制系统结构设计结合专家控制系统,设计的混合动力汽车控制系统如图1所示,由数据采集系统、动力系统、动力耦合传动系统、专家控制系统和控制执行系统构成。
数据采集系统包含加速踏板、挡位、制动、车速传感器、动力电池状态监控传感器,用于实时获取驾驶人员的操作和汽车行驶的动态信息,并对信息进行特征识别和处理,该系统与动力系统和专家控制系统连接。
动力系统包含动力电池、发动机,第一电机和第二电机以及电机驱动电路,用于产生汽车驱动行驶以及制动所需要的动力,动力系统与专家控制系统以及耦合传动系统连接。
一种新型混合动力汽车耦合器齿轮模糊化优化设计

曲疲 劳 强 度 的要 求 以及 几 何边 界 约束 条 件 下 ,使 该齿 轮传动 具 有最小 体积 。
3 确 立设计 变量和 目标 函数
3.1 设 计变 量
取 模 数rn,小 齿 轮 齿数 z。,和 齿 宽 系数 作 为
设 计 变 量 。模 数 直 接 影 响 齿 轮 的 大 小 和强 度 ;模
、l 勺 化
一 种新型混合动 力汽车耦合 器齿轮模糊化优化设计
A new hybrid car of gear coupling design of fuzzy optim ization
蒋智庆
JlANG Zhi—qing
(柳州职业技术学院 汽车与环境工程系 ,柳 州 545006)
标 函数 和 几何 约束 条件 都是确 定 的 ,性 能 约 束 条件 由于 考 虑 了设 计 水 平 、制
造 水 平 、材 质 好坏 、使 用条件 等 因素
的影 响 , 而这 些 因 素都 具 有 不 同程 度 的模 糊 性 ,因此具 有模 糊性 。
通 过 以上 分 析得 出建 立 的齿 轮模 糊 优化 模型 是一 个非对 称模 糊优 化模 型 ,可表 达为 求 :
[142] 第34卷 第2期 2012—02(上 )
I 訇 似
齿 宽 系 数 一 般 取 0.9≤
g3(X)=0.9一X3 0 g4(X)=X3一1.4 0
≤ 1.4, 得 :
4.2 性 能约束 齿面 接触 疲劳 强度 限制 ,根 据文 献【5,6】有 :
G H=ZHZE
文献标识码 :B 文章编号 :1 009—01 34(201 2)o2(上 )一0142—03
Doi:1 0.3969/J.issn.1 009-01 34.201 2.2(上 ).49
国内外12 款专用混动变速箱介绍及优缺点

国内外12款专用混合动力变速箱结构原理介绍和优缺点分析01大陆公司成本优化DHT大陆公司做了一个简单专用混合动力变速器的结构、功能和成本分析,给定发动机和电动机不同的挡位数,对比功能和成本,选出大陆公司的优先方案。
下图是相应的结构,前面数字表示发动机(ICE)和电动机(ED)的挡位数,电动机数字0表示电动机与汽车驱动轴以一个传动比固定相连,1表示电动机有一个传动比,但可以挂空挡。
大陆公司DHT几种结构分析大陆最后选出自己的优化方案是发动机4挡,电动机固定挡(4(ICE)+0(ED)),另外要配置一个高压的启动发电动机(HV-SG)。
02舍弗勒P2-DHCVT专用混合动力无级变速器舍弗勒的P2-PHEV-DHCVT,可以实现纯电、P2混合动力及纯发动机驱动,后退挡靠电动机实现,在无级变速单元(Variator)之后有个犬齿式离合器实现驻车充电功能。
下图显示了舍弗勒的P2-PHEV-DHCVT的原理和设计。
、图19 弗勒的P2-PHEV-DHCVT的原理和设计(来源:CTI2016 Luk)通过变速器一些设计变化,增加一套双离合器,可以进一步实现P2/P3的混合电力驱动,以提高电驱动里程和混合动力驾驶性能。
下图显示了舍弗勒的P2/3-PHEV-DHCVT的原理和设计。
舍弗勒的P2/3-PHEV-DHCVT的原理和设计03AVL公司八模式混合动力系统8mode-DHTAVL的第二代DHT,即Future Hybrid 8-Mode 未来八模式混合动力系统,基于传统自动变速器AT集成电动机而成,它采用了两个离合器和两个制动器、一个Ravigneaux(拉威挪式)行星齿轮结构。
下图显示其原理结构特点。
AVL的八模式混合动力DHT其可以有八种运行模式,即5挡混合电力驱动模式,两挡纯电驱动模式,以及eCVT(电动无级传动)模式,驻车充电模式。
混合动力以及纯电驱动模式可以很好的利用发动机和电动机的动力源,根据不同的汽车工况优化其工作点,实现油耗和驾驶性能的改善。
5混合动力汽车结构原理(工作原理)丰田普锐斯

车速 0
Click! Movie
THS-II 工作原理
倒车(R档)
只用MG2 作为倒车动力. 在SOC正常状态下,发动机在车辆倒车时不工作.
参照列线图
THS-II 工作原理
倒车(R档) 只用MG2 作为倒车动力. 在SOC正常状态下,发动机在车辆倒车时不工作.
车速 0
Click! Movie
THS-II 工作原理
最大转速 转/分
冷却系统
50 (68) / 1200 – 1540
400 (40.8) / 0 - 1200
230 6,700 rpm
水冷
Prius THS II 工作原理
动力分配机构 (行星齿轮机构)
行星齿轮
齿圈
行星架
太阳轮
Prius THS-II 工作原理
动力分配机构 (行星齿轮机构)
– MG1 – 太阳轮 – MG2 – 齿圈
参照列线图
THS-II 工作原理
减速 (B 档)
MG2产生的电能在HV 蓄电池充电同时,提供给MG1, 然后MG1驱动发 动机 . 同时, 发动机燃油切断. MG1的原动力用作发动机制动.
参照列线图
THS-II 工作原理
减速 (B 档)
MG2产生的电能在HV 蓄电池充电同时,提供给MG1, 然后MG1驱动发 动机 . 同时, 发动机燃油切断. MG1的原动力用作发动机制动.
THS-II 控制系统 – 驱动力限制控制
• 当检测到车轮滑转时, HV ECU 控制 MG2 的驱动力并且施加液压 制动力
每个车轮的 滑转 速度传感器
防滑控制 ECU
制动力
HV ECU
高速
牵引控制
速度传感 器
混合动力电动汽车(各宗形式优缺点)

两大动力总成的功 率较小,质量较轻, 电动/发电机具有双 重功能,还可利用 普通内燃机汽车底 盘改装,制造成本
虽然有三大动力总成, 但三大动力总成的功 率较小,质量较轻, 需要采用复杂的控制 系统,制造成本较高
较低
31
3.2 混合动力电动汽车驱动系统分析
32
3.2.1混合动力电动汽车 驱动系统的能量管理
能量流分析及其控制
3
3.0 概 述
• 广义定义 • 混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是
指车辆驱动系由两个或多个能同时运转的单个驱动 系联合组成的车辆。 • 狭义定义 • 既有内燃机又有电动机驱动的车辆。
4
3.0 概 述
• 优点 • ◇与纯电动汽车相比:行驶里程延长了2~4倍;
17
3.1.3 并联混合动力电动汽车
• 缺点 • • 一.发动机工况会受到车辆行驶工况的影响,有害气
体排放高于SHEV。 • • 二.动力系统结构复杂,布置和控制更困难。
18
3.1.4 混联混合动力电动汽车
• 结构示意图(以丰田Prius为例) • 动力总成:发动机、发电机、电动机
Prius
19
再生制动时,电动机工作在发电机状态,将多余的能量 充入电池。
16
3.1.3 并联混合动力电动汽车
• 优点 • ◇只有发动机和电动机两个动力总成,两者的功率可以等
于50%~100%车辆驱动功率,比SHEV三个动力总成的功率、 质量和体积小很多。 • ◇发动机可直接驱动车辆,没有SHEV发动机的机械能—电 能—机械能的转换过程,能量转换的综合效率比SHEV高。 车辆需要最大输出功率时,电动机可以给发动机提供额外的 辅助动力,因此发动机功率可选择较小,燃油经济性比 SHEV好. • ◇与电动机配套的动力电池组容量较小,使整车质量减小。 • ◇电动机可带动发动机起动,调节发动机的输出功率,使 发动机基本稳定在高效率、低污染状态下工作。发动机带动 电机发电向电池组充电,可延长续驶里程。
Prius混合动力系统分析

Prius混合动力系统分析Prius简介1997年12月第一代Prius在日本上市;2000年小改款后面向北美和欧洲销售;2003年9月推出了第2代车型。
该车所采用的发动机专门为混合动力系统设计,并采用电动助力转向等技术以尽量降低能耗。
表1给出了两代Prius的主要参数。
与第1代相比,第2代Prius增加了电动空调、一键式起动等功能。
本文的主要研究对象为2001款Prius,但未考虑空调工作状态对控制策略的影响,也未考虑电机和电池的工作效率。
Prius混合动力系统结构Prius采用混联式的机械结构,包括2个电机,即MG1(用于调速)和MG2(作为驱动电机),均可以作为发电机和电动机。
电机和发动机通过一套行星齿轮组连接实现动力分配。
如图1所示,发动机与行星架相连,MGl和太阳轮相连,MG2连接在齿圈上,齿圈再通过齿形带和主减速器相连。
电机和发动机之间具有以下的转速关系:n MG1+in MG2=(1+i)·n e(1)发动机输出的转矩一部分通过太阳轮作用在MGl上,一部分作用在齿圈上,且存在:其中:i=z ring/z sun说的具体点就是Prius混合动力汽车结构的核心部分是行星轮机构,丰田称之为动力分配装置(PSD,Power Split Device)。
结构示意图如下图:该行星轮系有两个自由度,在此结构中,发动机和行星架相联,通过行星齿轮将动力传递给外圈的齿圈和内圈的太阳轮,齿圈轴与电机和传动轴相联,太阳轮轴和发电机相联。
PSD将发动机大约70%的转矩直接传递到驱动轴上,将另一部分转矩传送到发电机上,并且发电机、电机和发动机的转速存在一线性关系。
在驱动轴转速(即电机转速)不变的情况下,通过调节发电机来调整发动机转速。
同时,发动机和电机转矩可以直接叠加。
但是结构上较为复杂,给制造和控制带来了一定的困难。
不同工况下混合动力系统工作状况1)发动机起动发动机起动分为热起动、冷起动。
热机状态下,MGl作为电动机拖动发动机达到1000 r/min以上后,发动机开始喷油,同时MGl进入发电模式,如图2所示,如果电池的充电需求为零,则发动机在运行约2 s后停机。
混合动力汽车-PPT课件

轻量化技术
采用新型材料如碳纤维、 铝合金等,减轻车身重 量,降低能耗。
智能化技术
引入人工智能、大数据 等技术,实现智能驾驶、 智能交通等创新应用。
成本降低途径研究
01
规模化生产
通过提高生产规模,降低单车制造成本。
02
供应链优化
优化零部件采购和物流管理,降低原材料和运输成本。
03
政策支持
争取政府对新能源汽车的补贴和税收优惠政策,降低购车成本。
市场需求及前景展望
市场需求
随着环保意识的提高和新能源汽车政策的推动,消费者对混 合动力汽车的需求逐渐增加。同时,共享出行、物流运输等 行业的快速发展也为混合动力汽车提供了广阔的市场空间。
前景展望
随着技术的不断进步和成本的降低,混合动力汽车将在未来 汽车市场中占据重要地位。同时,随着智能化、网联化等技 术的融合应用,混合动力汽车将实现更高效、更环保、更智 能的发展。
涡轮增压技术
增加发动机进气压力,提 高功率和扭矩。
可变气门正时技术
优化气门开闭时机,提高 发动机燃烧效率。
先进电动机及驱动器技术
永磁同步电动机
高效率、高功率密度、宽 调速范围。
电力电子变换器
实现电能的高效转换和控 制。
电机控制技术
提高电机运行效率,实现 精准控制。
智能化能量管理系统
电池管理系统
监测电池状态,确保电池安全、 高效运行。
舒适性改善措施
针对混合动力汽车的特点,采取相应措施如优化座椅设计、提升空 调性能、改善车内噪音等,提高乘坐舒适性。
人机交互界面设计
设计直观易用的人机交互界面,方便驾驶员了解车辆状态、操作车辆 以及获取相关信息,提升驾驶便捷性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
v r iy, h n a 01 o e S t s a gh i2 8 4,
1 匹 配初 始 参 数 及 选 型
混合 动力 汽 车参 数 匹配 的初 始 条 件包 括 车 辆 性
h b i lc rc v h ce ( y rd e e t i e i l HEV)wa lo f r ua e . e h s as o m l t d Th n t e d n m is a d t e k n ma i h r c e itc f t e P r y a c n h i e t c a a t rs i s o h GS we e c
文 章 编 号 : 2 33 4 2 1 ) 10 0 —5 0 5—7 X(0 0 0 —1 30
D :0 3 6 /. s .2 334 .0 0 0 . 1 OI1 .9 9 ji n0 5.7 x 2 1 .1 0 9 s
混 合 动 力汽 车 用 行 星 齿 轮 结构 参 数 优 化 及 应 用
况 , 发动 机工 况得 到 了改 善 , 车燃 油 经 济性 和排 使 整
放 都 得 到 大 幅 提 升 . 结 构 参 数 的 优 化是 整 车 动 力 其 系统 匹配 的重要 部 分 .
Op i z to n pia in o ln t r a t mia in a dAp l to f a e a yGe r c P S t o b i e ti h ce e rHy rdElcrcVe il f D Ami, O GJ (e L UG ag U i n S N  ̄ j , O u n oi
能参 数 和 动 力 性 要 求 参 数 . 1描 述 了 整 车 性 能 表 参数 .
Ci h )
Ab t a t s r c :Th s p p rf c s so h h r c e it a a t r i a e o u e n t e c a a t rs i p r me e c o tmia i n o h ln tr e r s t ( GS) wh c s t e p i z t f t e pa e a y g a e o P , i h i h
中 图分 类 号 : 6 . U472 文献标识码 : A
速 , 代 了传统 汽 车 中的离 合 器和 变 速 器 , 取 是动 力 总
成 的枢 纽 . 不 仅 通 过 调 节 发 电 机 的转 速 来 实 现 电 它
子无 级 变速 , 重要 的是 , 过 调节 电动 机 的运 行 工 更 通
t e rtc p t f h p h c iial ar o t e owe t an r r i m athi c ng.At is ,t fr t he
p we o o e t we e e e t d a c r i g o h v h ce o r c mp n n s r s l ce c o d n t t e e il p ro ma c a d h c ie in f r h p we c mp n n s e f r n e n t e rt ro s o t e o r o o e t s lc in we e p e e t d ee t r r s n e .Th e e g n g me t f r h o e n r y ma a e n o t e
动力学 和运动学分 析 , 确定 其动 力学 微分 方 程 , 建立 描 述行 星齿轮机构特 征参 数与动 力部 件 的最 高转 速和 整车 设计 最 高车速 的函数关系 , 并仿 真 寻优 ; 后 , A vsr中仿 真验 最 在 di o
证 . 果 表 明 , 车 匹 配 合 理 , 证 了 寻 优 方 法 的正 确 性 . 结 整 验 关 键 词 : 合 动 力 ;行 星 齿 轮 优 化 ;动 力 学 分 析 混
杜 爱 民, 宋俊 杰 , 娄 光
( 济 大 学 汽 车学 院 , 海 2 1 0 ) 同 上 0 8 4
摘要 : 外齿 圈和太 阳轮的齿数之 比是行 星齿轮机构 的特征参
数 , 定 该 参 数 是 动 力 系 统 匹 配 的 重 要 部 分 , 需 对 该 特 征 确 故 参 数 进 行 优 化 . 先 , 析 混 合 动 力 汽 车 对 动 力 部 件 的 性 能 首 分 要 求 , 行 动 力 部 件 的选 型 设 计 , 制 定 混 合 动 力 汽 车 能 量 进 并 分配 策 略 ; 后 , 包 含 行 星 齿 轮 机 构 的 整 车 动 力 系 统 进 行 然 对
第 3 第 1期 8卷
21 0 0年 1月
同 济 大 学 学 报( 然 科 学 版) 自
J U N LO O G I N V R I Y N n mA CE C ) 0 R A F T N J IE ST ( A U IS I N E
Vo13 . 8 No. 1
Jn 2 1 a r l d me i n a 1 h c e o e a l i nso s
t e h n mb r r t ft e r n e r a d t e s n g a . n ti e t u e ai o h ig g a n h u e r A di s o
Ke wo d : h b i ee t i v h ce; pa e y e r e y rs y rd l c rc e il ln  ̄r g a s t o tmia i n y a i a a y i p i z t ;d n m c n l ss o
在 混 联 式 混 合 动 力 汽 车 中 , 星 齿 轮 机构 将 发 行 动机、 电动 机 和发 电机连 接 起来 , 实现 功 率 分 流 和变