混合动力汽车动力集成传动机构的设计与分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com莫愁，等：混合动力汽车动力集成传动机构的设计与分析较少，对优化汽车性能有一定局限性。文献[5]中巧妙地将电机转子轴用作动力承载轴。文献[6]中2动力集成传动机构设计分析为规避THS专利的限制与束缚，提出了用传统的差速器作为混联HEV的动力耦合装置，经分析认为2．1传动机构结构形式确定可行。混合动力汽车动力系统中发动机、电机和输出本文中基于与文献[6]中同样的出发点，结合轴与差动式PGT的太阳轮、行星轮和齿圈匹配的方文献[5]和THSII

2、I的优点，提出一种多工作模式动式有P；=6种，见表l。对于某一PGT，其转速和转力集成传动机构。该机构由两组行星轮系(planeta．矩存在如下关系J：ry)、1台发动机(engine)、1台电机(motor)和若干离j．ns+pnr一(+p)nc=0(1)合器(clutch)组成，故本文称之为PEMC动力集成传【Tsn+Trn+Tcn=0动机构。确定了行星轮系特征参数，分析了输人输式中：P为PGT特征参数，是齿圈齿数与太阳轮齿数出之间的转速、转矩关系；为了验证所提出传动机构之比；和分别为转速和转矩；下标s

3、，r和c分别的可行性，利用Matlab和AVLCruise软件进行了仿表示太阳轮、齿圈和行星架。表1列出了行星轮系真分析。与动力部件匹配关系，由式(1)可知，方案3和方案4能使经传动机构传给驱动车轮的转矩被放大，这1动力耦合机构设计概述种效果能降低动力装置转矩容量要求，从而降低其实体尺寸和质量。方案3和方案4驱动车辆转矩与电机和发动机转矩关系分别为混合动力汽车动力系统耦合方式可归结为三大类：转矩耦合、转速耦合和功率耦合。转矩耦合可』ro帕pTMG3(2)实现发动机和电机转矩的独立控制，且两者的转矩【To“=

4、一(1+P)c4叠加，故可实现大转矩输出，但发动机转速受制于车一速，如要保证发动机转速一直处于最经济区域，需要㈩增加一个变速器调节装置。转速耦合中发动机转=一速、电机转速与输出轴转速彼此无关，可实现转速独式中：下标3和4分别表示方案3和方案4；下标e，立控制，使发动机运行在经济区域；但输出转矩与发MG和out分别表示发动机、电机和输出驱动车轮。动机和电动机的转矩相关联，不能实现发动机、电动机转矩的独立控制。这两种耦合方式均存在一定缺表1行星轮系与动力部件匹配关系点，理想状态是动力系统输出转矩与转速分别是发方

5、案太阳轮齿圈行星架动机与电机转矩和转速的线性和，发动机转矩和转1发动机电机驱动车轮速都可控，实现这种优点的耦合方式称为功率耦合。2发动机驱动车轮电机HEV动力系统设计的根本目标是将不同动力3电机驱动车轮发动机源的输出动力进行合理、高效地合成与分解，在满足4电机发动机驱动车轮汽车动力性、排放性等性能的同时尽可能提高能量5驱动车轮发动机电机经济性。当汽车转速或转矩需求变化时，动力系统6驱动车轮电机发动机能通过调节控制策略满足转速或转矩的增减而使发动机仍运行在效率较高的工况，是实现这个目标的对于方案3，电机驱动时

6、，车辆可以得到P倍转关键。PGT传动与定轴齿轮传动相比，具有质量轻、矩，发动机驱动时可以使发动机运行在较高的转速，结构紧凑、传动比大、承载力强、传动平稳和传动效而此时发动机的效率通常较高，因为PGT有作为动率高等优点，能完成无级变速、动力合成、动力分解力分配器的功能。而方案4，当发动机或电机单独和其它特殊功能，用行星齿轮传动机构组成汽车动驱动车辆时，都可以使车辆得到更大的转矩，最适合力传动系统可以得到较好的性能J。本文中设计了发动机分配其动力，大部分动力直接用于驱动汽车，一种转速耦合和转矩耦合交替使用的传动

7、机构，并其余部分通过发电机转化为电能；而且对发电机、蓄选用PGT作为传动机构的基件。电池和电动机的功率和容量的要求也低，适合在有学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com2016(Vo1．38)No．1莫愁，等：混合动力汽车动力集成传动机构的设计与分析·39·表2工作模式部件工作状态一ccos离合器、制动器√a1+告口2+a3×√D1+D2+D3寺动力模式工作状态ISG电机MG电机(4)功能功能C1C2C3B式中平面和的特征法向量为r(0l，02，03)=(P1，一(1+P1)

8、，1)MG电机MG☆电动机驱动i(bl,b2,b3，，’H1☆☆☆电动机混合动力H2☆☆☆电动机驱动其中noutmax=(6)H3☆☆电动机式中：n，n和n。分别表示输出轴、发动发动机E1☆☆☆飞轮机和电机最高转速，r／min；为混合动力状态汽驱动E2☆☆静止车最高车速，km／h；i。为主减速比；r为轮胎滚动半EC☆☆☆发电机径，in。参考某已投产混合动力汽车，本文中取一=发动机CVT☆☆发电机驱动／充电180k