基于差速模式的电动汽车行星齿轮式无级变速器的研究

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近年来,面对日趋严峻的环境与能源两大世界性难题,汽车工业也迎来了新的挑战。纯电动汽车以其几乎零污染、零排放、零噪声等优势受到了广大生产商以及消费者的青睐,世界各大汽车制造公司都纷纷在开发自己的电动汽车。变速器作为汽车传动系统中重要的组成部分,对汽车的动力性以及经济性都有着至关重要的影响。在没有从本质上提高蓄电池蓄电量的前提下,合理的匹配变速器可以提高电机工作效率,从而增加汽车的行驶里程。本文提出了一种新型无级变速器,它将专门用于电动汽车。它是行星齿轮的一种应用形式,也是一种新的应用方式,它有结构简单、承载能力强、工作效率高等特点。它是一种双动力式无级变速器,通过改变一个或者两个电机的输入功率,达到无级变速的效果;同时,它与一般的变速器有很多不同之处,比如不能通过改变传动比直接达到减速增扭、增速减扭的效果,只能通过增加输入功率或者减小输入功率来增加或者降低输出转速。本文借助MATLAB/SIMULINK、ADAMS软件对变速器的工作原理、动力特性以及工作效率进行了分析、验证以及绘制曲线图;并结合某款电动汽车进行了动力匹配,包括主电机与辅助电机,然后根据实验数据,对主电机的工作效率区域进行了分析,然后根据所选试验车,进行了变速器的设计计算,并对其起步、加速以及减速三个过程的控制策略进行了分析,由于本变速器在动力特性方面的特殊性,因此本文采用功率作为控制参数;最后借助MATLAB/SIMULINK工具,建立了整车动力学模型,并对其动力性能以及控制策略进行了仿真及试验验证。通过本文的分析可知,首先,本变速器在动力特性方面与传统变速器存在很大区别,主要是体现在其扭矩特性方面,因此,对其控制策略的开发,也与一般的CVT不同;其次,通过合理匹配电机,再结合本变速器使用,在满足汽车动力性的前提下,确实可使电机尽可能工作在高效区,从而达到节能的目的。
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