论文部分内容阅读
能源和环境问题极大地促进了新能源汽车的出现和新能源技术的发展。现实中,传统内燃机汽车热效率低、尾气污染严重,代表未来方向的纯电动汽车在现有的技术下,存在续驶里程短、成本高、基础设施不完善等阻碍因素,而作为过渡时期的混合动力汽车兼具低排放和高续航里程等特点,是目前最有潜力的节能环保解决方案,其中最关键的混合动力传动系统和动力总成是研究的重点和难点。行星机构参与的EVT混合动力传动技术备受关注,相关的专利不计其数。本文基于图论的研究方法,针对双行星EVT混合动力传动系统,进行了以下研究:在现有的EVT混合动力系统分层图画模型的基础上,进一步考虑动力源之间的连接以及双行星轮等层内关系,结合混合动力传动系统多动力源与多模式的特点,提出了改进后的EVT系统图论建模理论,并基于分层图画模型给出了双行星EVT传动系统的数学模型——邻接矩阵,成功将机构转换为计算机代码,为计算机辅助机构分析、设计奠定基础。在邻接矩阵的基础上,提出了双行星EVT传动系统的构型综合和方案设计方法。通过提取邻接矩阵中包含传动构型全部核心信息的“二进制序列”,结合“完全图”理论,遍历得到所有二进制的0/1变换,从而得到所有可能的传动构型,初步建立起了双行星EVT传动系统基础构型库,进一步对构型进行可行性筛选和同构排除,得到最终完整且合理的构型库,并以构型库为基础,提出了通过离合器切换来组合构型,生成传动方案。基于行星机构的基本回路法和独立构件的力学分析,进行双行星EVT传动系统的运动学和动力学分析。提出双行星EVT传动系统通用的初始运动学/动力学矩阵A0,通过矩阵初始变换,在计算机中自动化完成构型库中所有构型的运动学/动力学分析,并以上文设计得到的传动方案为例,验证了自动建模分析理论的有效性和适用性。基于动态规划算法,进行双行星EVT传动方案的油耗经济性仿真和参数优化,并对比量产车型Prius和以本文设计得到的5号方案以及拉维娜式为代表的双行星EVT方案,分析对比它们的运行情况和油耗经济性差别,验证双行星EVT传动方案的可行性。本文进行的双行星EVT混合动力传动系统的建模分析、方案设计、方案仿真与参数优化等工作为混合动力汽车传动系统和动力总成设计提供了借鉴意义。