面向低能耗的纯电动汽车两挡变速系统 综合换挡规律

李聪波 陈睿杰 李 月 单亚帅

China Mechanical Engineering - - 中国机械工程 -

重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆, 400030

摘要:为了协调纯电动汽车动力性和经济性之间的矛盾,针对一种两挡变速系统,提出能够兼顾两种性能的综合换挡规律。首先,基于经济性驱动模式提出面向低能耗的需求转矩获取策略。在此基础上,制定两挡变速系统的最佳动力性换挡规律和最佳经济性换挡规律。以百公里加速时间和比能耗为目标,建立综合性能换挡规律优化模型,通过交叉粒子群算法求解得到换挡规律曲线。利用MATLAB/Simu⁃ link仿真平台对三种换挡规律的动力性能和经济性能进行对比分析,结果表明,综合性能换挡规律能够在动力性能方面逼近最佳动力性换挡规律,同时表现出很好的经济性能。

关键词:两挡变速;低能耗;纯电动汽车;综合换挡规律

中图分类号: U469

DOI:10.3969/j.issn.1004⁃132X.2018.15.008 开放科学(资源服务)标识码(OSID) : Comprehensive Gear Shift Schedule of a Two-speed PEV Powertrain for Low Energy Consumption

LI Congbo CHEN Ruijie LI Yue SHAN Yashuai

State Key Laboratory of Mechanical Transmission,Chongqing University,Chongqing,400030 Abstract: In order to coordinate the contradiction between the dynamic performance and the econom⁃ ic performance of PEVs,this paper proposed a comprehensive shift schedule based on a two⁃speed PEV powertrain. Firstly,the strategies of obtaining the torque for low energy consumption were presented un⁃ der the economic performance mode. Then the dynamic shift schedule and the economy shift schedule for a two ⁃ speed powertrain were formulated. The optimization model of comprehensive shift schedule was established with the objectives of the acceleration time during 0~100 km/h and the energy consumption per unit mass. And then the model was solved by the crossover particle swarm optimization algorithm to obtain the shift schedule curves. Three kinds of shift schedule were compared and analysed by using MATLAB / Simulink platform. Results show that the comprehensive shift schedule for low energy con⁃ sumption may balance the dynamic performance and the economic performance of PEVs.

Key words: two ⁃ speed pure electric vehicle(PEV)powertrain;low energy consumption;pure elec⁃ tric vehicle(PEV);comprehensive gear shift schedule

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引言现有纯电动汽车绝大多数使用的是固定速比减速器,不能兼顾车辆的动力性能和经济性能,这在一定程度上限制了纯电动汽车的发展 ,因此对

[] 1纯电动汽车的传动系统进行改进,并制定合适的换挡策略,成为目前提升纯电动汽车动力性能、降低其行驶能耗的重要途径,对纯电动汽车的推广具有重要意义。

收稿日期: 2018-02-02

基金项目:国家自然科学基金资助项目( 51475059);教育部创新团队发展计划资助项目( IRT_15R64)

两挡变速器既能改善纯电动汽车的性能,又能发挥驱动电机速度区间优势 ,因此一些学者针

[] 2对两挡变速器的减速比参数优化进行了深入研究。SORNIOTTI等 针对两挡变速系统,以电动

[] 3汽车动力总成的整体效率最高为目标选取最优的传动比。GAO 等 提出一种两挡I ⁃ AMT(in⁃

[] 4 verse automated manual transmission)结构,并对其齿轮传动比进行了优化。

合理的换挡规律可以在一定程度上优化换挡时间、换挡冲击度和电机的工作区间,因此部分学者从换挡规律的角度对两挡变速系统进行了分

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