【《电动汽车变速器设计的国内外文献综述》4300字】

电动汽车变速器设计的国内外文献综述国外早在世纪年代就已经对变速器进行了深入研究,到年代已2060AMT80经制造出可以装车的产品从年起，法拉利、依维柯、宝马、五十铃、AMT1986阿尔法罗密欧先后使用了变速器到了年代，的技术已经相对成AMT90AMT熟，使得车辆在各工况下的起步性能和换挡品质有了进一步的提高先后经历AMT了电控气动式、电控液动式、电控电动式的发展阶段电控气动式通过压缩AMT气缸气体来进行选换挡，适用于装有充足气源的重型车辆上，换挡过程平顺，但气压迟滞性使得换挡过程动力中断时间较长电控液动式通过液压缸驱动执AMT行机构进行选换挡，容量大且易于实现过载保护，但液压迟滞性和系统稳定性是-直存在的问题电控电动式又称全电式它通过直流电机驱动选换挡执AMT AMT,行机构进行换挡，取代了气缸或液压缸，从而简化了选换挡执行机构的体积全电式凭借体积小巧、响应迅速、传动效率高、可靠性强成为了研究的AMT AMT重点虽然都是在原手动变速器基础上进行改装，加上一套带自动控制的选AMT换挡执行机构，但由于各厂家的控制策略和制造水平不同,产品的性能也不一AMT样像搭载的挡变速器，它取消了离合器踏板和同步器，IVECO ZFAS-Tronicl6变速器所有功能都集成在换挡控制模块中，自动换挡的执行机构采用电动或AMT者气动，执行机构安装在变速器壳体上，拆卸很方便，但带来的问题就是维修费用高昂我国在电动车方面的研究相对起步较晚，但近年来也在控制策略、选换AMT挡执行机构等方面进行了深入的研究国内对纯电动汽车传动系统的研究主要集中在电机控制策略和对固定速比变速器的传动比匹配或两挡变速器的传动比优化上吉林大学的葛安林创新性的提出了根据加速度、速度和油门三参数动态最佳换挡规律，随后又进行改进，根据车辆工况、环境、驾驶员驾驶技术等,在原换挡规律上加权，提出智能控制换挡规律，并取得了良好的效果北京理工大学成立车辆传动国家重点实验室，开发了客车三挡分别采用了气压、液压、电机作AMT,为换挡执行机构，使整车经济性提高了加速时间缩短了但拨9%,0-50km/h18%,叉滑块的磨损和变速器换挡机构强度较低是一直未能解决的问题他们参与了国家“项目等多个科研工作，取得了多项科研成果和国家专利湖南中德汽车863”自动变速器公司的魏英俊和南京理工的李勇等人研制了新型全电式选换挡执AMT行机构和离合器执行机构，讨论了全电式与发动机的一体化控制,并已完成AMT装车试验目前对于换挡控制策略的研究也逐步取得较大进展换挡AMT AMT过程控制策略研究的重点是离合器和发动机转速的协调控制北京理工大学的王阳等分析了纯电动汽车挂挡时打齿现象产生的机理，提出通过降低同步器轴AMT向运动速度来避免换挡打齿的方法，但带来的直接问题就是换挡时间较长此外，北京理工大学的陈泳丹等人针对纯电动汽车换低挡困难的问题，提出了换挡AMT过程中驱动电机实际调速值应该高于理论值的策略，使摩擦阻力矩与同步力矩的方向一致有助于缩短换挡时间电动汽车传动系统参数匹配国内外研究现状1目前国内外学者对电动汽车传动系统参数匹配的研究大都首先根据电动汽车的动力设计要求,即最高车速、最大爬坡度和加速时间来确定驱动电机的功率、转矩和转速其次在驱动电机选定的情况下，匹配了变速器和主减速器用来进一步满足车辆的动力性、经济性要求选择合适的变速器挡位数以及变速器、主减速器传动比能在提升驱动轮转矩的同时很好的调节仅动电机转速和汽车车速间的关3系，使驱动电机在不同的电动汽车工况下工作于不同的工作点，因此直接影响到电机的效率，进而影响整车续驶里程英国桑德兰大学和德国达姆施塔特技术大学都对比研究了安装固定速比减速器和两挡变速器的纯电动汽车的动力性能桑德兰大学的仿真结果表明，两挡变速器可有效的降低能耗并减小动力传动系统的尺寸和重量，达姆施塔特技术大学通过台架试验证明了安装两挡变速器可明显改善纯电动汽车的性能，但两者都没从如何提高驱动电机效率方面来匹配变速器传动比荷兰埃因霍温理工大学建立了从轮胎到电池的仿真模型，研究了变速器类型、换挡策略、主减速器速比对整车能量效率的影响美国通用汽车公司推出的轿车动力传动系统在单行星排Volt,上增加三个摩擦片离合器，可提供两条不同速比的驱动回路英国萨里大学通过将驱动电机小型化，优化换挡控制策略，使得整车动力性和经济性相比固定挡位传动比的车型有了很大提升意大利公司研发了小型电动汽车的Oerlikon Graziano两挡变速器，仿真结果表明该变速系统可明显降低电池能耗，但如何提高驱动电机效率的问题有待于进一步研究重庆大学的胡明辉、吉毅等人在进行电动汽车传动系统参数匹配时以整车动力性经济性为目标，分析了电机比功率、恒功率扩大系数和传动系传动比范围的耦合关系，得到恒功率扩大系数、挡位数和传动比范围的确定原则北京航空航天大学的姬芬竹等人研究了电动汽车变速器挡位数和传动比确定原则，得出电机额定功率、转矩、转速必须与传动系统参数合理匹配，但并未给出使电机效率最大化的传动系统参数匹配原则湖南大学王小军以汽车动力性为约束条件,以各循环工况整车最小能耗为目标优化了换挡控制策略和变速器传动比,提出了两挡变速器和无级变速器两种方案西北工业大学的王峰研发了电动汽车双电机行星轮系传动装置，根据动力性要求对传动系统进行参数匹配，并优化了变速器传动比，使电机、电池和整车动力性的匹配更加合理，然而如何保证车辆行驶时电机效率最大化仍是下一步需要研究的重点江苏大学的陈燎在匹配电动汽车传动系统参数时，提出固定速比变速器和两挡变速器两种方案，采用遗传算法对变速器传动比进行了优化仿真，结果表明匹配两挡变速器能在满足动力性要求的前提下，续航里程提高湖南大学的黄伟设计的电动汽车两挡变速器能降低对仅动电机

21.3%3最高转速和峰值转矩的需求，通过优化电机的工作转速区间，使得整车的效率有了大幅提升，但并未考虑车辆以常用车速行驶时对电机效率的影响上海理工大学的石飞飞在匹配电动汽车动力系统时，结合电动汽车滑行试验结果对整车阻尼进行了计算，基于对整车动力性、经济性进行仿真，分析了工况下Cruise NDEC的能耗，结果表明所匹配的传动系统满足设计要求电动汽车换挡试验台架国内外研究现状2目前国内外对电动汽车换挡试验台架的研究主要分为同步器单体试验台和变速器总成试验台研发变速器换挡试验台的关键是换挡执行机构的控制和整车惯量的模拟，而在换挡过程中负载惯量的模拟方法主要有电惯量模拟、机械惯量模拟和混合惯量模拟三种法国实验室研发了-套用于测试同步器性能的同步器单体试验台该试ETSm验台将整车惯量用电惯量进行模拟，用气动方式模拟换挡力，实现在换挡过程中对同步器的力学特性测试日本的公司设计的同步器性能测试试验台采AutoMAX用一种机械手换挡执行机构，它采用液压驱动，柔度好、稳定，但执行机构响应速度的提升仍是下一步研究的重点美国宝克公司设计的变速器换挡试验台的换挡执行机构采用交流电机驱动，结构简单、可控性好，无需液压油德国公司设计的同步器性能试验台采用二次液力发动机作为台架动力KLOTZ源，通过控制发动机的输出转矩来模拟整车惯量，可模拟汽车上下坡和突然加速等换挡工况，但带来的问题就是台架庞大，结构复杂新日本特机株式会社研发的变速器换挡试验台采用电惯量模拟整车惯量，可测试同步器性能、耐久度和噪声等我国变速器换挡试验台相比国外还有一定的差距，原因在于对变速器换挡试验台的搭建和试验数据的可靠性及其处理还存在欠缺而近年来，我国在变速器台架试验这一领域取得的成就还是较为可观的东南大学设计了一套同步器单体试验台，采用电惯量模拟整车惯量，并且输入、输出惯量模拟在台架同侧，换挡执行机构采用液压驱动，通过台架上的转速转矩、力、位移等各类传感器，可以较为准确的测得换挡同步时间和同步过程中接合套与目标挡齿轮齿圈的摩擦数但如何将测功机的涡轮迟滞效应的影响降到最低是下一步研究的重点吉林大学研究人员研发了一种利用直流电机模拟整车惯量的电惯量模拟方法该方法依靠电流和转速双闭环结构下的调节器分别调节电机电流和转速，对电机电流和转速进行反馈控制来实现,但这样一来对电机的控制策略提出了很高的要求合肥工业大学的蔡高坡设计的同步器换挡耐久试验台使用机械惯量模拟方法，换挡执行机构采用电子液控式，通过不断调整的换挡参数，改善了换挡执行机AMT构与同步器的联合换挡次数未能达到预期要求的现状,但如何提高执行机构的响应速度有待于进一步研究重庆大学田胜利设计的变速器换挡性能试验台采用机械手进行各挡位的选换，可完成交叉换挡试验和顺序换挡试验，同时避免了机械手与变速器其它部件的运动干涉，但如此一来在实车上却较难实现吉林大学孙少华搭建的纯电动客车动力系统试验台使用电惯量模拟方法，分别进行了驱动电机的转速、转矩闭环性能测试，系统静态换挡测试，换挡过程控制策略调试，验证了换挡执行机AMT AMT构控制性能和换挡控制逻辑的有效性南昌大学王光明设计的两挡换挡试验AMT台架能可靠的完成换挡操作，基于电机调速的换挡控制策略可缩短换挡过程同步时间，降低换挡冲击和顿挫，但换挡时间较长，因此如何提高电机调速时间有待解决湖南大学的周晶晶基于换挡控制策略搭建了车辆试验台架,整车惯量采1/2用飞轮来模拟,对换挡系统进行了疲劳试验及换挡试验，结果表明换挡时间、AMT换挡冲击与换挡噪声都在合理范围内，但仍未解决换挡时动力中断时间较长的问题重庆大学吉毅设计的电动汽车传动性能试验台使用惯性飞轮来模拟整车惯量，通过换挡试验验证了换挡执行机构能较好的满足换挡要求，同时验证了所提出的故障诊断和处理策略也是行之有效的AMT参考文献⑴孙逢春，张承宁，祝嘉光，电动汽车一一世纪的重要交通工具.北京21J[M]北京理工大学出版社，

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