純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 第一章 緒論 1.1課題的目的意義： 1.1.1 純電動(dòng)汽車的背景 當(dāng)前，我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)期，既面臨重大的發(fā)展機(jī)遇，也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展中還存在很多需要解決的問(wèn)題，如核心技術(shù)還不具備競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)投入不足，政府的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能力還沒(méi)有充分發(fā)揮等。總體上看來(lái)，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)，起步不晚，發(fā)展不慢，但是由于傳統(tǒng)汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越大，因此，必須加大攻堅(jiān)力度，推動(dòng)我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型，提高核心技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力，確保我國(guó)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 純電動(dòng)汽車使用電動(dòng)機(jī)作為傳動(dòng)系

2、統(tǒng)的動(dòng)力源，緩解了能源緊缺的壓力，實(shí)現(xiàn)了人們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)汽車零尾氣排放的期盼，傳動(dòng)系統(tǒng)作為汽車的核心組成部分，其技術(shù)創(chuàng)新是純電動(dòng)汽車發(fā)展的必經(jīng)之路。 1.1.2 純電動(dòng)汽車的意義 近年來(lái)，關(guān)于純電動(dòng)汽車的研究主要集中在能量存儲(chǔ)系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制策略的開(kāi)發(fā)研究三方面。 能量存儲(chǔ)系統(tǒng)相當(dāng)于純電動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，是純電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)所需電能的提供者。目前，鉛酸蓄電池是使用最為廣泛的，但其充電速度較慢，使用壽命短，節(jié)能環(huán)保差。隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展，其他電池正在漸漸取代著鉛酸蓄電池。目前發(fā)展的新電源有納硫電池、鋰電池、鎳鎘電池、飛輪電池、燃料電池等，盡管這些新電源投入應(yīng)用，但是短時(shí)間內(nèi)還是

3、無(wú)法解決純電動(dòng)汽車電源充電緩慢，電量存儲(chǔ)低續(xù)航里程短的問(wèn)題。 純電動(dòng)汽車整車控制策略的開(kāi)發(fā)研究一直在緊鑼密鼓的進(jìn)行著，整車控制系統(tǒng)是純電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)整車控制和管理的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)和提高整車控制功能和性能水平的一個(gè)重要技術(shù)保證。其核心技術(shù)主要體現(xiàn)在整車控制軟件的架構(gòu)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)矩控制策略以及對(duì)整車和各系統(tǒng)得能量管理上。盡管控制策略的開(kāi)發(fā)研究一直沒(méi)有間斷，但是，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)較為復(fù)雜，進(jìn)度較慢。 1.2 近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 1.2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀： 我國(guó)正式對(duì)電動(dòng)汽車的研制始于1981年，當(dāng)時(shí)全球?qū)﹄妱?dòng)汽車的宣傳和需求并不強(qiáng)烈，對(duì)電動(dòng)汽車的研究也相當(dāng)零散，投入很少。近年來(lái)，我國(guó)電動(dòng)汽車的研究

4、、開(kāi)發(fā)進(jìn)入了有組織。有領(lǐng)導(dǎo)的全面發(fā)展階段，國(guó)家在電動(dòng)汽車研制開(kāi)發(fā)方面也采取了積極有效的宏觀引導(dǎo)措施。 我國(guó)高度重視電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展?！笆濉逼陂g，啟動(dòng)了“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)，確立了“三縱三橫”（三縱：混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車；三橫：電池、電動(dòng)機(jī)、電控）的研究布局，取得了一大批電動(dòng)汽車技術(shù)創(chuàng)新成果?！笆晃濉币詠?lái)，中國(guó)提出“節(jié)能和新能源汽車”戰(zhàn)略，政府高度關(guān)注新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。 2006-2007年，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了重大的發(fā)展，中國(guó)自助研制的純電動(dòng)、混合動(dòng)力和燃料電池三類新能源汽車整車產(chǎn)品相繼問(wèn)世。2008年7月11日，科技部和北京市舉行了奧運(yùn)新

5、能源汽車示范運(yùn)行交車儀式。交車儀式上，各類車型共計(jì)595輛交付使用，為官員、運(yùn)動(dòng)員、教練員、媒體記者以及社會(huì)觀眾等提供服務(wù)。2010年上海世博會(huì)期間，也有超過(guò)1000輛新能源汽車在世博場(chǎng)館和周邊運(yùn)行。 合肥工業(yè)大學(xué)張海寧首先基于整車基本參數(shù)，分析了動(dòng)力性要求，確定電機(jī)的選型。然后傳統(tǒng)純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的布置形式，用兩檔變速器代替了固定速比減速器，設(shè)計(jì)了一種新的傳動(dòng)布置方案，在最后根據(jù)整車的動(dòng)力性指標(biāo)對(duì)傳動(dòng)系速比上限和下限進(jìn)行了分析計(jì)算。 大連交通大學(xué)李律鳴在FMPMG的理論分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種永磁廠條只是永磁齒輪代替?zhèn)鹘y(tǒng)變速箱的新型傳動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)用汽車相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，參考國(guó)內(nèi)外

6、最新純電動(dòng)汽車參數(shù)配置，提出了模型參數(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程，利用Ansoft有限元仿真軟件建立模型，并進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)仿真。利用Ansoft逐一分析了FMPMG各結(jié)構(gòu)參數(shù)和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，針對(duì)所設(shè)計(jì)方案進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。 姬芬竹等人考慮到電動(dòng)機(jī)低速恒扭矩和高速恒功率的特性，分析了電動(dòng)汽車的傳動(dòng)比與檔位確定原則，同時(shí)提出了采用固定速比的電動(dòng)汽車傳動(dòng)方案，通過(guò)重新設(shè)計(jì)并優(yōu)化分配固定速比和主減速器速比，從而獲得更好的電動(dòng)汽車動(dòng)力性能。王峰等人提出了雙電機(jī)行星齒輪系電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)裝置，省去了離合器，增加了車輛變速范圍，減輕了汽車質(zhì)量和提高汽車動(dòng)力性。對(duì)其電機(jī)和傳動(dòng)裝置的參數(shù)進(jìn)行合理選擇和匹配計(jì)算，在Matlab/Sim

7、ulink環(huán)境下進(jìn)行了整車動(dòng)力性能的仿真，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。 重慶大學(xué)陳宗波提出了雙驅(qū)電動(dòng)汽車，對(duì)雙驅(qū)電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)匹配與仿真研究。根據(jù)幾種工作模式以及一些參數(shù)確定原則，最終確定兩個(gè)電機(jī)的參數(shù)。通過(guò)對(duì)傳動(dòng)系速比進(jìn)行優(yōu)化，使電動(dòng)汽車常態(tài)工況運(yùn)行的速度區(qū)域落在電動(dòng)汽車的高效區(qū)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，同時(shí)證明了經(jīng)過(guò)改變速比，可以使電動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)移向電動(dòng)機(jī)經(jīng)常工作的最佳效率區(qū)域內(nèi)，合理的傳動(dòng)系速比可以改善整車的經(jīng)濟(jì)性。長(zhǎng)安大學(xué)張珍提出了主電機(jī)輔以輪轂電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。論文中分三種運(yùn)行工況對(duì)該傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，第一種是正常工況，只有主電機(jī)工作；第二種工況是大負(fù)荷超負(fù)荷工況

8、，主電機(jī)跟輔助電機(jī)同時(shí)工作，保護(hù)主電機(jī)，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率；第三種工況是制動(dòng)和下坡工況，主電機(jī)和輔助電機(jī)作為發(fā)電機(jī)同時(shí)工作，進(jìn)行能量回收。這種主電機(jī)和輪邊電機(jī)的有機(jī)結(jié)合，充分提高驅(qū)動(dòng)效率的同時(shí)極大地提高了能量回收率。 1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀： 2008年以來(lái)，以美國(guó)、歐盟、日本為代表的國(guó)家和地區(qū)相繼發(fā)布實(shí)施了新的電動(dòng)汽車發(fā)展戰(zhàn)略，更加明確了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，進(jìn)一步加大了研發(fā)投入與政府扶持力度。日本，以產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力為第一目標(biāo)，全面發(fā)展混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池三種電動(dòng)汽車，研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化均走在世界前列。美國(guó)，以能源安全為主要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)插電式電動(dòng)汽車發(fā)展。歐盟，以二氧化碳排放法規(guī)為主要

9、驅(qū)動(dòng)力，重視發(fā)展純電動(dòng)汽車。 世界上第一輛電動(dòng)汽車是在1834年的美國(guó)誕生。美國(guó)在新能源汽車技術(shù)研發(fā)和政策上一直走在世界前列。2012年汽車產(chǎn)業(yè)報(bào)告，美國(guó)新能源汽車銷售總量居世界首位。美國(guó)電動(dòng)汽車聯(lián)盟提出的電動(dòng)汽車發(fā)展目標(biāo)和行動(dòng)計(jì)劃，目標(biāo)希望到2018年全美初步形成良好的電動(dòng)汽車生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。 2012年日本新能源汽車銷量位居世界第二。日本新能源汽車產(chǎn)業(yè)化成果在全球范圍內(nèi)是最好的。以豐田普銳斯為代表的日本混合動(dòng)力汽車，在世界低污染汽車開(kāi)發(fā)銷售領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了領(lǐng)頭地位。豐田和本田汽車公司已成為當(dāng)今世界燃料電池汽車市場(chǎng)上的重要企業(yè)。為推廣新能源汽車以及環(huán)保汽車，日本從2009年4月1日起實(shí)施“綠色稅

10、制”，他的適用對(duì)象包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、清潔柴油汽車、天然氣汽車以及獲得認(rèn)定的低排放且燃油消耗量低的車輛。 法國(guó)是石油資源缺少的國(guó)家，汽油昂貴，油價(jià)約為美國(guó)的四倍，每年從國(guó)外進(jìn)口大量的石油。在政府積極發(fā)展新能源汽車政策的帶動(dòng)下，各個(gè)汽車廠商也紛紛加大投資力度，雷諾-日產(chǎn)聯(lián)盟、標(biāo)致-雪鐵龍和日本三菱汽車公司合作，相繼推出了多款環(huán)保電動(dòng)汽車。 德國(guó)在新能源汽車方面也做出了重要貢獻(xiàn)。寶馬也是氫動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)車型研究的先行者。在2009年德國(guó)政府批準(zhǔn)的500億歐元的經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃中，很大一部分資金用于電動(dòng)汽車研發(fā)、“電動(dòng)汽車充電站”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和可再生能源的開(kāi)發(fā)。 21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)外各大汽車廠商紛

11、紛制訂了新的新能源汽車發(fā)展規(guī)劃。在這個(gè)“新能源環(huán)保競(jìng)技場(chǎng)”上，包括通用、奔馳、大眾、寶馬、日產(chǎn)、本田、豐田、克萊斯勒、福特等先行者，更是爭(zhēng)先恐后的扮演了新能源汽車開(kāi)發(fā)的主角。 本田公司推出了百分之百純電力驅(qū)動(dòng)汽車，包括在1997年推出的EV+電動(dòng)汽車和2009年推出的FCX Clarity燃料電池汽車。奔著減少二氧化碳排放和提高代替能源使用效率的目標(biāo)，本田公司利用在電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和能源管理技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的小型電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有卓越的能源轉(zhuǎn)換效率和極佳的動(dòng)態(tài)性能。 2013年，本田公司為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)了一套新的動(dòng)力系統(tǒng)。為了獲得比原有的電動(dòng)汽車更好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這個(gè)動(dòng)力系

12、統(tǒng)兼具有高功率和低損耗的特點(diǎn)，具備世界上最先進(jìn)的能源轉(zhuǎn)化效率和比同類電動(dòng)汽車更卓越的動(dòng)態(tài)性能。為了實(shí)現(xiàn)高的能源轉(zhuǎn)換效率，這種動(dòng)力系統(tǒng)還配備了新開(kāi)發(fā)的電動(dòng)伺服制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同控制；為了實(shí)現(xiàn)高動(dòng)態(tài)性能，電動(dòng)馬達(dá)裝配了新形狀的轉(zhuǎn)子，動(dòng)力控制單元也裝配了具有高導(dǎo)熱散熱性能的部件。因?yàn)榕鋫淞巳夭⑿心K組和一個(gè)制冷系統(tǒng)，電池系統(tǒng)雖結(jié)構(gòu)緊湊，但支持大功率輸出。這個(gè)創(chuàng)新的動(dòng)力系統(tǒng)帶來(lái)了優(yōu)良的結(jié)果，汽車一次行駛里程數(shù)可以達(dá)到82英里，能源轉(zhuǎn)化力達(dá)到世界先進(jìn)水平29千瓦時(shí)/100英里，同時(shí)，它的加速性能相當(dāng)于2.0排量的汽車的性能。 由Ford和GE公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的ETX轎車，把兩檔變速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和差速器設(shè)計(jì)

13、成一個(gè)整體。德國(guó)的達(dá)姆施塔特技術(shù)大學(xué)把高速感應(yīng)電機(jī)和兩檔變速器組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，證明了該系統(tǒng)可以極大改善純電動(dòng)汽車的性能。 英國(guó)桑德蘭大學(xué)通過(guò)仿真模擬對(duì)比了安裝兩檔變速器和固定速比減速器的純電動(dòng)汽車，表明安裝了兩檔變速器的純電動(dòng)汽車不僅可以減少能量消耗，還可以減少整個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈的尺寸和重量。美國(guó)印第安納波利斯大學(xué)針對(duì)一款5檔手動(dòng)變速器的純電動(dòng)公交車，研究了在換檔過(guò)程中的電機(jī)控制問(wèn)題，該方案適合直接耦合集成動(dòng)力系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。 韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)的Wootaik Lee等人研究表明：合理地選擇電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的零部件及其有關(guān)參數(shù)，使其達(dá)到最優(yōu)匹配，將對(duì)整車性能產(chǎn)生較大影響。 法國(guó)西布列塔尼大學(xué)A

14、.haddoun等人通過(guò)建模與仿真分析，比較了三種不同控制策略在計(jì)算整車動(dòng)力性的條件下對(duì)純電動(dòng)汽車能耗經(jīng)濟(jì)性的影響，結(jié)果表明，基于空間矢量建模的直接轉(zhuǎn)矩控制策略具有最好的控制效果。日本橫濱大學(xué)的Kawamura主要針對(duì)動(dòng)力電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性進(jìn)行了研究，著重論述了電動(dòng)汽車用動(dòng)力電機(jī)的啟動(dòng)特性和過(guò)載特性。英國(guó)謝菲爾德大學(xué)M.J.West對(duì)比分析了多能源控制總成的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)進(jìn)行深入分析，提出了混合動(dòng)力汽車的能量管理方法。 德國(guó)瓦爾塔汽車工業(yè)公司的Eberhard Meissner等對(duì)未來(lái)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的能量管理和電池監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，將能量管理定義為能量回饋、

15、能量流動(dòng)、能量存儲(chǔ)和能量消耗的綜合控制，同時(shí)給出了能量管理、電池管理和電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)之間的層次關(guān)系，將電池管理和電池監(jiān)測(cè)歸結(jié)于能量管理的范疇，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。 美國(guó)田納西大學(xué)Chiasson.J分析了電動(dòng)汽車用各類型動(dòng)力電池的充放電特性，提出了一種新的SOC估算方法，并建立SOC計(jì)算模型。通用汽車公司設(shè)計(jì)的EVI電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)除了對(duì)單體電池電壓、充放電電流進(jìn)行檢測(cè)，還具有六路溫度檢測(cè)、高壓保險(xiǎn)絲熔斷保護(hù)、高壓回流式繼電器、電量顯示和低壓報(bào)警等功能。美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的Sanghun Choi等提出了基于RCC的能量回收最大化的再生制動(dòng)控制方法，采用該方法回收的制動(dòng)能量比傳統(tǒng)再生制動(dòng)控

16、制方法提高了20%。德克薩斯A&M大學(xué)的Yimin Gao等提出三種制動(dòng)力分配控制策略，即：并聯(lián)再生制動(dòng)控制策略、理想再生制動(dòng)控制策略和最大能量回收控制策略，并對(duì)所提出的再生制動(dòng)控制策略進(jìn)行了仿真分析。 1.3 本文研究的主要內(nèi)容及研究思路 在能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和其他技術(shù)取得有效突破之前，對(duì)純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析是提高電動(dòng)汽車性能的重要手段之一。 另一方面，鑒于純電動(dòng)汽車主要性能指標(biāo)是由最高車速、加速能力、爬坡能力和續(xù)航里程等來(lái)表征的，這些指標(biāo)的高低直接與其動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)劣密切相關(guān)，因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一類基于直驅(qū)AMT的傳動(dòng)系統(tǒng)，必定可以提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的性能。 本課題的來(lái)源是山

17、東省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目——基于直驅(qū)技術(shù)的高效變速器關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。本課題是針對(duì)純電動(dòng)汽車純電動(dòng)力輸出的工作特性，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一類基于直驅(qū)AMT的傳動(dòng)系統(tǒng)。 研究思路： 1.根據(jù)汽車?yán)碚撘约跋嚓P(guān)論文，完成驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型工作 2.根據(jù)材料力學(xué)知識(shí)，校核關(guān)鍵部位強(qiáng)度 3.對(duì)純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用CATIA軟件建立總體方案的三維模型，應(yīng)用CAD軟件可以繪制二維工程圖 第二章 方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 針對(duì)純電動(dòng)汽車純電動(dòng)力輸出的工作特性，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一類基于直驅(qū)式AMT的傳動(dòng)系統(tǒng)。方案設(shè)計(jì)要遵循以下幾個(gè)原則： ①保證純電動(dòng)汽車動(dòng)力性的情況下，

18、降低百公里能耗； ②電能的利用率盡可能最大化； ③關(guān)鍵部件強(qiáng)度要滿足使用要求； ④設(shè)計(jì)結(jié)果要具有可實(shí)現(xiàn)性。 2.2 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較分析與評(píng)估 2.2.1 方案一：?jiǎn)坞姍C(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案 圖2.1 單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 圖2.1注釋：1-主減速器；2-變速箱；3-電源；4-電機(jī)控制器 現(xiàn)在最普遍的純電動(dòng)汽車單電機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案，其結(jié)構(gòu)形式類似于內(nèi)燃機(jī)汽車，它由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)、變速器、電源以及電機(jī)控制器等組成。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)形式類似于內(nèi)燃機(jī)汽車，所以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，便于在原有汽車制造平臺(tái)上進(jìn)行生產(chǎn)制造。但是單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)由于對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率需求較大，因此電機(jī)尺寸較大、

19、質(zhì)量偏重等，這方面原因很大程度上限制了純電動(dòng)汽車的發(fā)展。 純電動(dòng)汽車在行駛時(shí)，存在很多種不同階段，比如起步階段、加速階段、上坡階段、勻速行駛階段、下坡階段、減速階段、剎車制動(dòng)階段等，單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)很難進(jìn)行電機(jī)和電動(dòng)汽車動(dòng)力性的匹配： ①如果電動(dòng)汽車需要功率恒定，單電機(jī)無(wú)法同時(shí)滿足電動(dòng)汽車最高車速和動(dòng)力性能的要求。 ②要提高電動(dòng)汽車整車的動(dòng)力性能，只能通過(guò)提升電機(jī)功率，但是電機(jī)的比功率不變的，因此提高功率伴隨著電機(jī)尺寸的變大，質(zhì)量的上升，而且會(huì)使電壓提高或者電流增大，乘車的安全性能下降，從而導(dǎo)致制造難度以及制造成本都上升。 電機(jī)的工作特性決定了電動(dòng)機(jī)只有額定轉(zhuǎn)速附近運(yùn)行時(shí)才能有較高的效率

20、，如果電動(dòng)機(jī)可以一直在高效率區(qū)域運(yùn)行，那么電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性能會(huì)大大升高。但是，由于純電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)工況比較復(fù)雜，單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)很難使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行在電動(dòng)機(jī)高效區(qū)域。純電動(dòng)汽車一般為了增加續(xù)航都會(huì)進(jìn)行能量的回收，既在制動(dòng)階段以及下坡階段將電動(dòng)汽車的動(dòng)能通過(guò)對(duì)電機(jī)倒拖轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在蓄電池中。理論上，要實(shí)現(xiàn)電能的全部回收，電機(jī)的瞬間電流會(huì)比較大，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電機(jī)的承受范圍，因此一般情況下只能回收到20%的能量。而單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行在電機(jī)高效率區(qū)域外時(shí)效率很低，制動(dòng)以及下坡階段對(duì)能量的回收效率也很低，進(jìn)一步降低了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。 單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)雖然制造技術(shù)成熟，但是在對(duì)電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程要

21、求越來(lái)越高的今天，單電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)必然會(huì)被封存在電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中。 2.2.2 方案二：主電機(jī)+輪轂電機(jī)傳動(dòng)方案 此傳動(dòng)系統(tǒng)由一個(gè)主電機(jī)以及兩個(gè)輪轂電機(jī)、一個(gè)電機(jī)控制器、變速箱、主減速器組成。方案布置圖如圖2.1所示： 圖2.2 方案一傳動(dòng)系統(tǒng)圖示 圖2.2注釋: 1-主電動(dòng)機(jī)；2-電機(jī)控制器；3-蓄電池；4-輪轂電動(dòng)機(jī)；5-變速器；6-驅(qū)動(dòng)橋 此傳動(dòng)方案是由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪使電動(dòng)汽車向前行駛，后輪的兩個(gè)輪轂電機(jī)主要為電動(dòng)汽車提供后備功率以及純電動(dòng)汽車在減速或者下坡時(shí)回收能量。電動(dòng)汽車大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，輪轂電機(jī)可以保護(hù)主電機(jī)，并且提供后備功率；減速以及

22、下坡工況下，三個(gè)電機(jī)同時(shí)進(jìn)行能量回收，提高能量利用率。 此方案評(píng)估分析：采用前軸驅(qū)動(dòng)，后兩輪輪轂電機(jī)輔助驅(qū)動(dòng)的形式，一方面提高了電動(dòng)汽車的后備功率，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是同時(shí)也增加了輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量使電動(dòng)汽車的操控性能下降。另外輪轂電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境相對(duì)比較惡劣，容易受到溫度、水、灰塵等多方面影響，因此密封方面有非常高的要求，還要考慮電機(jī)的散熱問(wèn)題。 2.2.3 方案三：雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車 雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指純電動(dòng)汽車的前后橋都采用電機(jī)加驅(qū)動(dòng)橋的形式組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)、減速器以及驅(qū)動(dòng)橋組成一個(gè)整體，三部分的軸之前成平行關(guān)系，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加的緊湊

23、。雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2.3所示。 圖2.3 雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 該傳動(dòng)系統(tǒng)采用兩臺(tái)小功率的電動(dòng)機(jī)分別對(duì)前軸和后軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。采用兩個(gè)小功率的電動(dòng)機(jī)比采用單個(gè)功率值為兩個(gè)小功率電機(jī)功率之和的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，可以在相同的車輛負(fù)荷下，提高單個(gè)小電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率，進(jìn)而提升電動(dòng)車的工作效率，減少電動(dòng)汽車的電能消耗，提升了電動(dòng)汽車整車的續(xù)航里程。采用雙軸驅(qū)動(dòng)的形式，可以充分利用整輛電動(dòng)汽車的重力產(chǎn)生附著力，提高電動(dòng)汽車的整車附著利用率，能充分發(fā)揮電動(dòng)汽車整車的驅(qū)動(dòng)潛力，提升車輛的動(dòng)力性。前后雙軸同時(shí)進(jìn)行再生制動(dòng)，縮短電動(dòng)汽車的制動(dòng)距離，提高能量的回收率。 雙電機(jī)

24、雙軸驅(qū)動(dòng)可以提升電動(dòng)汽車的能量利用率，增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，使經(jīng)濟(jì)性上升。雙電機(jī)雙軸可以提高電動(dòng)汽車整車動(dòng)力性，使電動(dòng)汽車操控性能上升，增強(qiáng)駕駛質(zhì)感。 2.4 本章小結(jié) 綜上分析對(duì)比，確定了雙軸雙電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方案，但與方案三不同的是后軸為主電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸，動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)發(fā)出后，經(jīng)過(guò)直驅(qū)式兩檔AMT變速箱，然后到減速器及驅(qū)動(dòng)軸再到后車輪；前軸為輔助電機(jī)，直接通過(guò)電機(jī)控制器控制，經(jīng)減速裝置和驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)前輪。 本文設(shè)計(jì)研究的純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖2.4所示。 圖2.4 純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 此種驅(qū)動(dòng)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)： ①在電機(jī)總功率和不變的情況下，提升了單

25、個(gè)電機(jī)負(fù)載，使電機(jī)的效率上升，使電機(jī)可以盡可能的工作在電機(jī)高效工作區(qū)域。 ②直驅(qū)式兩檔式AMT變速箱可以提高主電機(jī)的工作平順性，充分發(fā)揮電機(jī)性能。 ③雙軸驅(qū)動(dòng)可以充分利用電動(dòng)汽車整車產(chǎn)生的重力附著力，提高了整車的附著利用率，使電動(dòng)汽車充分發(fā)揮自己的驅(qū)動(dòng)潛力，提升了電動(dòng)汽車的整車動(dòng)力性能。 第三章 純電動(dòng)汽車整車參數(shù)匹配設(shè)計(jì) 首先確定純電動(dòng)汽車的整車參數(shù)和動(dòng)力性能設(shè)計(jì)要求后，然后對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行匹配計(jì)算，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池、布置方式進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)。電動(dòng)汽車整車性能是否能滿足設(shè)計(jì)要求取決于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力參數(shù)匹配是否合理。純電動(dòng)汽車整車參數(shù)匹配的任務(wù)是在滿足動(dòng)力性能要求的

26、基礎(chǔ)上合理的選擇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各部件的參數(shù)，以期最大可能的提高整車行駛經(jīng)濟(jì)性。 3.1 純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本文設(shè)計(jì)的基于直驅(qū)AMT的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，此電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)主要由兩個(gè)電機(jī)，一個(gè)電機(jī)控制器，電池組和直驅(qū)AMT變速箱組成。其中主電機(jī)負(fù)責(zé)后輪驅(qū)動(dòng)，輔助電機(jī)負(fù)責(zé)能量回收，以及為電動(dòng)汽車提供后備功率。主副電機(jī)電機(jī)均采用小功率電機(jī)，正常行駛工況下，由主電機(jī)向后輪供電，驅(qū)動(dòng)后輪使電動(dòng)汽車向前行駛；當(dāng)電動(dòng)汽車起步及加速運(yùn)行時(shí)，電池組分別向主電機(jī)和輔助電機(jī)供電，通過(guò)電動(dòng)機(jī)控制器控制2個(gè)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行向車輛提供所需功率。電動(dòng)汽車在制動(dòng)、下坡等需要減速的情況下，主輔電機(jī)均參與能量的回

27、收，從而實(shí)現(xiàn)四個(gè)車輪同時(shí)進(jìn)行能量回收。 圖2.1 純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 永磁同步電機(jī)具有高效率、高密度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且可靠性能高的特點(diǎn)，所以驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用永磁同步電機(jī)。變速器采用兩檔直驅(qū)式AMT自動(dòng)變速箱，充分發(fā)揮純電動(dòng)汽車純電動(dòng)力輸出的工作特性，使純電動(dòng)汽車的動(dòng)力輸出更加平順。 3.2 整車參數(shù)及設(shè)計(jì)要求 本論文以一款純電動(dòng)汽車的整車參數(shù)及技術(shù)要求進(jìn)行整車參數(shù)匹配設(shè)計(jì)，具體參數(shù)見(jiàn)下表2.1所示。 表2.1 純電動(dòng)汽車主要技術(shù)參數(shù) 基本技術(shù)參數(shù) 技術(shù)指標(biāo) 整車質(zhì)量/kg 迎風(fēng)面積/m3 最大爬坡度/% 車輪滾動(dòng)半徑/m 最高車速/km/h 風(fēng)阻系數(shù) 傳動(dòng)效率

28、滾動(dòng)阻力系數(shù) 質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù) 0-100km/h加速時(shí)間/s 1531 1.98 30 0.308 100 0.35 0.91 0.014 1.04 ≤10 3.3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配選型 純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)電機(jī)控制器將動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)汽車行駛的機(jī)械能，是純電動(dòng)汽車行駛的動(dòng)力源。 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型必須滿足整車動(dòng)力性能設(shè)計(jì)指標(biāo)，需要確定的參數(shù)有：額定功率、峰值功率、額定轉(zhuǎn)速以及最高工作轉(zhuǎn)速。 圖2.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出特性 研究表明電機(jī)具有如圖2.2所示的低速等轉(zhuǎn)矩和高速恒功率的機(jī)械特性，因此，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作區(qū)域就分為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域和恒功率區(qū)域，以額定

29、轉(zhuǎn)速為分界點(diǎn)，以下是恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，以下是恒功率區(qū)域。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值工作特性使電機(jī)具有一定的過(guò)載能力，完全可以保證純電動(dòng)汽車起步、爬坡及加速等短時(shí)極限行駛工況，但是驅(qū)動(dòng)電機(jī)不可以長(zhǎng)時(shí)間工作在峰值功率附近，長(zhǎng)時(shí)間在峰值功率附近運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障，也會(huì)對(duì)電機(jī)的使用壽命造成很大影響。 （1） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率 驅(qū)動(dòng)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作于某工況的能力由額定功率來(lái)衡量。設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車運(yùn)行工況時(shí)，為了能夠使電動(dòng)汽車以最高車速長(zhǎng)時(shí)間行駛，往往需要以電動(dòng)汽車最高車速確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率。 正常情況下，電動(dòng)汽車的最高車速對(duì)應(yīng)電動(dòng)汽車最高檔，該雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)在最高車速時(shí)，只有主電機(jī)工作，因此用電動(dòng)汽車的最高

30、車速計(jì)算主電機(jī)的額定功率。 根據(jù)《汽車?yán)碚摗匪鶎W(xué)知識(shí)，由汽車的功率平衡方程，可以求得滿足汽車長(zhǎng)時(shí)間以最高車速行駛的額定功率： 式中，PN為電機(jī)額定功率，KW；η為傳動(dòng)效率，取0.91；m為整車質(zhì)量，kg；f為滾動(dòng)阻力系數(shù)；A為電動(dòng)汽車迎風(fēng)面積，m2;Cd風(fēng)阻系數(shù)；Umax為最高車速。g為重力加速度，取9.8kg·m·s-2。 （2） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率越高電動(dòng)汽車的后備功率越大。為了滿足整車爬坡、急加速等大功率短時(shí)工況需求，根據(jù)爬坡及加速等動(dòng)力性能要求計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)峰值功率。 ①根據(jù)最大爬坡度的需求進(jìn)行分析，電動(dòng)汽車以VN=30km/h的速度在最大坡度ima

31、x=30%的坡上行駛。此時(shí)所需求的功率為： ②根據(jù)百公里加速時(shí)間t0-50km/h的需求進(jìn)行分析，電動(dòng)汽車加速過(guò)程中需要較大的后備功率，其瞬時(shí)車速可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得： 式中，vm為電動(dòng)汽車的末速度；tm為電動(dòng)汽車的加速時(shí)間；x為擬合系數(shù)，一般取0.5左右。 汽車在從零加速到50km/h的過(guò)程中，不僅要克服加速阻力、空氣阻力。其中，空氣阻力會(huì)隨電動(dòng)汽車速度成二次方增長(zhǎng)，因此，選取加速末尾時(shí)刻進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算： 根據(jù)上述計(jì)算，為了滿足電動(dòng)汽車動(dòng)力性的要求，必須保證驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率大于PN，峰值功率大于max{Pimax，Pt}。單電機(jī)的功率也不適宜太大，功率過(guò)大會(huì)造成電機(jī)實(shí)際質(zhì)量的增加，

32、一方面，這樣不符合現(xiàn)在汽車輕量化設(shè)計(jì)的理念，另一方面會(huì)增加整車的制造成本，不能達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)收益。而且電機(jī)功率過(guò)大，會(huì)使電動(dòng)汽車無(wú)法充分利用電機(jī)的高效區(qū)，在電動(dòng)汽車的行進(jìn)過(guò)程中，會(huì)更大的更迅速的消耗蓄電池的電量導(dǎo)致電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程下降。 （3） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速以及最高工作轉(zhuǎn)速 目前，電動(dòng)汽車的行駛工況一般為市區(qū)工況，大部分市區(qū)道路限速60km/h，因此，常規(guī)車速假設(shè)為UN=60km/h，以此數(shù)值計(jì)算電機(jī)的額定功率： 式中，nN表示電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，r/min；ig表示傳動(dòng)比；i0表示主減速比；UN表示常規(guī)車速，km/h；r表示車輪滾動(dòng)半徑，m。 電機(jī)的制作工藝、制作成本以及傳動(dòng)系

33、統(tǒng)各個(gè)部件的設(shè)計(jì)和成本都取決于電動(dòng)機(jī)的最高工作轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)一般分為普通電機(jī)和高速電機(jī)。普通電機(jī)的轉(zhuǎn)速在6000r/min以下，電動(dòng)客車上的應(yīng)用較多。高速電機(jī)的轉(zhuǎn)速在6000r/min以上，應(yīng)用范圍廣，更適合電動(dòng)轎車使用。因此，本文設(shè)計(jì)的純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)采用6000r/min以上的高速永磁同步電機(jī)。 電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù)β是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速比上額定轉(zhuǎn)速的值。試驗(yàn)表明，β值一般取2~4之間。 （4） 驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配結(jié)果 根據(jù)上述匹配計(jì)算和分析，總結(jié)現(xiàn)有產(chǎn)品規(guī)格，本系統(tǒng)選用的永磁同步電機(jī)具體參數(shù)如下。 主電機(jī)參數(shù) 技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 參數(shù)指標(biāo) 額定轉(zhuǎn)速/rpm 3000 轉(zhuǎn)速范

34、圍/rpm 0~8500 額定功率/kw 18.5 峰值功率/kw 50 額定轉(zhuǎn)矩/Nm 123 峰值轉(zhuǎn)矩/Nm 280 輔電機(jī)參數(shù) 額定功率/kw 7.5 峰值功率/kw 25 3.4 傳動(dòng)比匹配 3.4.1 檔位數(shù)的確定 車輛的使用條件和性能要求決定了電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的檔位數(shù)，從理論上來(lái)講，增加檔位數(shù)可使電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)盡可能的工作在高效區(qū)，使電動(dòng)汽車的能耗降低，增加續(xù)航里程。同時(shí)，可以使整車的加速爬坡的動(dòng)力性能得到提升。雖然增加電動(dòng)汽車的檔位數(shù)可以提高整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。但是，增加檔位數(shù)會(huì)使變速器的機(jī)械結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，控制難度更高，進(jìn)一步增加了制造的

35、成本。 本傳動(dòng)系統(tǒng)采用兩檔自動(dòng)變速器技術(shù)方案，該方案能夠使電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)有更好的機(jī)械輸出特性。一檔時(shí)，傳動(dòng)比大，電動(dòng)機(jī)低速大扭矩的特性使電動(dòng)汽車能夠更好的完成起步、爬坡、急加速工況需求；二檔時(shí)，傳動(dòng)比小，電動(dòng)機(jī)高速時(shí)輸出的大功率可以保證電動(dòng)汽車的最高車速需求。同時(shí)，變速箱傳動(dòng)逼得設(shè)計(jì)盡可能的使驅(qū)動(dòng)電機(jī)日常工作點(diǎn)在電機(jī)的高效區(qū)內(nèi)，滿足電動(dòng)汽車動(dòng)力性的同時(shí)，保證能耗最低。 3.4.2 各檔位傳動(dòng)比范圍的確定 在確定變速箱不同檔位傳動(dòng)比時(shí)，首先根據(jù)不同檔位傳動(dòng)比要滿足的電動(dòng)汽車行駛工況，并利用所學(xué)動(dòng)力學(xué)方程，確定不同檔位傳動(dòng)比的合理設(shè)計(jì)范圍。 本論文用ig1和ig2分別表示AM

36、T變速箱一檔和二檔的傳動(dòng)比，iF表示主減速器傳動(dòng)比，用i1=ig1*iF表示一檔時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比，用i2=ig2*iF表示二檔時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比。查閱資料，單級(jí)齒輪的最大傳動(dòng)比不應(yīng)該大于4，因此，主減速器傳動(dòng)比iF選定為3.8,下面分別對(duì)i1和i2進(jìn)行匹配計(jì)算。 ①計(jì)算i1范圍 大傳動(dòng)比i1必須滿足電動(dòng)汽車最大爬坡度的要求，并且電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可以大于地面附著力的極限值。 A） i1需要滿足的電動(dòng)汽車最大爬坡度 通過(guò)上式計(jì)算可得：i1≥7.34 B）i1需要保證電動(dòng)汽車運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可以大于地面附著力的極限值 上式中，?表示路面附著系數(shù)，取值范圍是：干燥

37、的水泥路面，?=0.7~1.0，潮濕水泥路面，?=0.4~0.6，剛開(kāi)始下雨時(shí)路面：?=0.3~0.4，在這里取?=0.8。 經(jīng)過(guò)計(jì)算可得：i1≤13.90 綜上所述，i1取值的合理范圍是：7.34~13.90 ②計(jì)算i2范圍 小傳動(dòng)比i2需要滿足電動(dòng)汽車最高車速以及電動(dòng)汽車在以最高車速行駛過(guò)程中驅(qū)動(dòng)力不小于行駛阻力。 A） i2必須滿足電動(dòng)汽車的最高車速 因?yàn)閕2需要滿足電動(dòng)汽車的最高車速，所以下面的式子成立， 上式中，nmax驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，取8500r/min，R表示車輪的滾動(dòng)半徑，m. 則：i2≤8.49 B） i2滿足電動(dòng)汽車在以最高車速行駛時(shí)驅(qū)

38、動(dòng)力不小于行駛阻力 上式中，Tnmax=電機(jī)額定功率/電機(jī)最高工作轉(zhuǎn)速 則：i2≥5.44 綜上所述，i2合理的取值范圍是：5.44~8.49 3.5 本章小結(jié) 首先確定了本論文設(shè)計(jì)的基于直驅(qū)式AMT的傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)原理，之后根據(jù)該電動(dòng)選用的整車參數(shù)以及它的各項(xiàng)性能指標(biāo)，完成了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型，對(duì)該傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比范圍進(jìn)行了確定，通過(guò)分析和查閱相關(guān)數(shù)據(jù)，該AMT變速箱一檔傳動(dòng)比選用ig1=3.09，二檔的傳動(dòng)比選用ig2=1.83,主減速器傳動(dòng)比選用iF=3.8。 第四章 基于CATIA的設(shè)計(jì)方案建模 本次設(shè)計(jì)的基于直驅(qū)AMT變速箱的純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)

39、主要包括電動(dòng)機(jī)、AMT變速箱、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)橋等。下面首先對(duì)主要部分的參數(shù)進(jìn)行確定，然后在CATIA中完成各部分三維模型的繪制。 4.1 AMT變速箱模型 4.1.1 中心距A 采用直驅(qū)AMT變速箱，采用的是中間軸式結(jié)構(gòu)，第二軸和中間軸的距離是變速器的中心距A，中心距是變速箱的一個(gè)基本參數(shù)，一方面，它的數(shù)值對(duì)變速器的外形尺寸、體積、重量等都產(chǎn)生很大的影響。另一方面，它也影響著傳動(dòng)齒輪的接觸強(qiáng)度。中心距越大，齒輪的接觸應(yīng)力就越小，齒輪的壽命就越長(zhǎng)。中心距不能過(guò)小，如果中心距過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致變速箱的長(zhǎng)度增加，因此導(dǎo)致軸的剛度下降，另一方面受一檔小齒輪齒數(shù)不能過(guò)小的限制，中心距也應(yīng)該選

40、大一些。 1. 中間軸式變速器中心距Ａ的確定 初步確定中心距A時(shí)，可以用下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 上式中，A表示變速器中心距，mm；KA表示中心距系數(shù)，乘用車：KA=8.9~9.3；Temax表示電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；ig1表示變速器一檔是的傳動(dòng)比；ηg表示變速器傳動(dòng)效率，這里取96%。 根據(jù)前文所選電機(jī)參數(shù)，以及傳動(dòng)比求得： 4.1.2 各檔齒輪齒數(shù)的分配 根據(jù)汽車設(shè)計(jì)所學(xué)知識(shí)，查表后初步選定齒輪模數(shù)取3。然后根據(jù)變速器的檔位數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案進(jìn)行各檔齒輪齒數(shù)比的分配。需要注意的是，各檔齒輪齒數(shù)比應(yīng)該盡量不要取整數(shù)，以最大可能的保證齒面磨損均勻。下圖為兩檔變速器傳動(dòng)方案。

41、 圖3.1 兩檔AMT變速器傳動(dòng)方案 1. 一檔傳動(dòng)比的確定 一檔傳動(dòng)比為 首先求z1和z2的齒數(shù)，再求z5和z6傳動(dòng)比。 齒數(shù)和 計(jì)算后取zh為整數(shù)，zh=57。在確定齒數(shù)和后，進(jìn)行大小齒數(shù)的分配。查閱資料，因一檔傳動(dòng)比為3.08，因此中間軸上一檔齒輪的齒數(shù)可在z6=15~17之間選用，取z6=16，則z5=41。則β值取為22。 2. 中心距的修改 在計(jì)算齒數(shù)和的過(guò)程中，由于取整的原因，中心距的大小發(fā)生了變化，此時(shí)，A=85.5。接下來(lái)以修改后的中心距Ａ作為各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。 3. 常嚙合齒輪齒數(shù)的確定 根據(jù)之前計(jì)算可知： 則z1=26，z2=31

42、。 4.二檔齒輪齒數(shù)的確定 4. 求得：z3=35，z4=22。 5. 4.1.3 齒輪接觸應(yīng)力校核 一檔齒輪接觸應(yīng)力校核： 已知：；；；；； ；； ；; 由牛頓第三定律可知，作用在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的兩作用力是一樣的，故只需要計(jì)算一個(gè)接觸應(yīng)力即可： 經(jīng)過(guò)計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)有數(shù)據(jù)對(duì)比兩個(gè)檔位的齒輪接觸應(yīng)力均滿足設(shè)計(jì)要求，合格。 根據(jù)上述計(jì)算參數(shù)，參考標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)照表，繪制齒輪的三維模型如下： 齒輪z1： 齒輪z2： 齒輪z3： 齒輪z4 齒輪z5

43、 齒輪z6 圖3.2 變速器各齒輪 4.1.4 初步確定軸的直徑 該變速箱采用中間軸式布置結(jié)構(gòu)，而且上述算出中心距A=85.5，因此，中間軸以及第二軸的中間部分直徑為d≈0.45A。對(duì)于中間軸d/L=0.16~0.18，對(duì)于第二軸，d/L≈0.18~0.21，其中d表示軸的最大直徑，L表示軸的支承間距。 第一軸花鍵部分的直徑D可以按照下列式子進(jìn)行初選： 其中，K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.0~4.6；Temax表示電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 有上述公式及經(jīng)驗(yàn)計(jì)算可得： 中間軸中部直徑為d2=38。 第一軸花鍵部分直徑為D=30。 參考相關(guān)論文，初步

44、取殼體的總長(zhǎng)度為324mm，中間軸支承距離取316mm，則根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)第二軸支承距離為268mm。 4.1.5 軸強(qiáng)度的校核 AMT變速箱在工作時(shí)，由于齒輪嚙合以及動(dòng)力的傳動(dòng)，變速箱的軸受到轉(zhuǎn)矩和彎矩。這就需要變速箱軸的剛度和強(qiáng)度必須滿足要求，如果軸的剛度不能滿足要求將導(dǎo)致軸發(fā)生彎曲變形，進(jìn)而，導(dǎo)致齒輪不能正確的嚙合，對(duì)于行車安全以及駕乘感受造成很大的影響。 1. 校驗(yàn)軸的剛度 變速箱軸在垂直平面內(nèi)發(fā)生的撓度以及水平面內(nèi)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角對(duì)齒輪的工作產(chǎn)生的影響最大。撓度會(huì)改變齒輪的中心距Ａ，使齒輪不能正確的嚙合；軸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角會(huì)導(dǎo)致齒輪之間相互歪斜，使延齒長(zhǎng)的壓力分布不均勻。 上文初步

45、確定了各軸的直徑，長(zhǎng)度等尺寸，現(xiàn)在對(duì)軸的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行驗(yàn)算。想要求變速箱輸入軸的支點(diǎn)反作用力，必須從中間軸的支點(diǎn)反力入手，先求出鐘建中的支點(diǎn)反力。這里需要注意的是隨著檔位的不同，齒輪受的圓周力、徑向力和軸向力都會(huì)發(fā)生變化，而且檔位不同力到支點(diǎn)的長(zhǎng)度也會(huì)發(fā)生變化，所以應(yīng)該對(duì)各個(gè)檔位都進(jìn)行驗(yàn)算。在進(jìn)行驗(yàn)算時(shí)，可以把軸看做是鉸接支撐的梁。作用在輸入軸上的轉(zhuǎn)矩應(yīng)取Temax。 《材料力學(xué)》里面有關(guān)于計(jì)算軸的撓度和轉(zhuǎn)角的公式，在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，只計(jì)算軸上有齒輪的位置的撓度和轉(zhuǎn)角。輸入軸常嚙合齒輪副，離支撐點(diǎn)的距離較近，負(fù)荷小，一般情況下?lián)隙容^小，因此可以不計(jì)算。軸在垂直面內(nèi)的撓度是fc，在水平面內(nèi)的撓

46、度為fs，轉(zhuǎn)角位δ，用下面的公式進(jìn)行計(jì)算 式中，F(xiàn)1表示輪齒寬中間平面上的徑向力，N；F2表示齒輪齒寬中間平面上的圓周力，N；E是彈性模量，E=2.1*105MPa；I為慣性矩，mm4，對(duì)于實(shí)心軸，I=πd4/64;d表示軸的直徑，mm；花鍵處均按直徑計(jì)算；a、b為齒輪上的作用力距離A、B支座的距離，mm；L表示支座間的距離，mm。 因此次設(shè)計(jì)的主要目的是設(shè)計(jì)基于AMT的純電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)，所以不在這里對(duì)變速箱各軸的具體參數(shù)進(jìn)行計(jì)算校核。 2. 校驗(yàn)軸的強(qiáng)度 變速箱的軸主要作用是進(jìn)行力的傳遞，在這里按許用切應(yīng)力進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算校核。 式中，WT表示軸的抗扭截面系數(shù)，mm3；P為

47、軸的傳遞效率，kW;n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min；C跟軸選用的材料有關(guān)。 n取峰值轉(zhuǎn)速時(shí)，變速箱軸的轉(zhuǎn)速，C取125。則 當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，應(yīng)該加大軸的直徑，單鍵直徑增加3%，雙鍵直徑增加7%。 4.1.6 軸的三維模型 1輸入軸模型 根據(jù)計(jì)算，運(yùn)用CATIA建立的中間軸三維模型，如下圖所示: 圖3.3 變速箱輸入軸 2中間軸模型 根據(jù)計(jì)算，運(yùn)用CATIA建立的中間軸三維模型，如下圖所示: 圖3.4 變速箱中間軸 3輸出軸模型 變速箱第二軸為輸出軸，上面有同步器等換擋機(jī)構(gòu)，階梯軸各部分寬度與中間軸相匹配，在計(jì)算的基礎(chǔ)上，繪制第二軸三維模型如圖所示：

48、 圖3.5 變速箱輸出軸 4.2 驅(qū)動(dòng)橋齒輪 4.2.1 主減速器錐齒輪 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)包含主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)Z1、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)Z2、從動(dòng)齒輪大端分度圓的直徑D2、端面模數(shù)ms、中點(diǎn)螺旋角β、法向壓力角α等。 選擇主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)時(shí)必須考慮以下的條件： ①為了使齒輪磨合均勻，兩個(gè)齒輪的齒數(shù)之間盡量避免存在公約數(shù)； ②主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)和應(yīng)該大于40，盡可能的得到理想的齒面重合度以及較高的輪齒彎曲強(qiáng)度； ③為了使兩個(gè)齒輪嚙合好、噪音小并且具有較高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于乘用車，主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)一般大于9 ④主減速比較大時(shí)，主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)應(yīng)該盡量小

49、一些，以此來(lái)盡可能的獲得滿意的整車最小離地間隙。 根據(jù)上述主減速比，查閱相關(guān)資料，繪制出主減速器齒輪如圖所示： 圖3.6 主減速齒輪和輸入齒輪 4.2.2對(duì)稱錐齒輪式差速器 汽車上大部分的差速器都使用對(duì)稱錐齒輪式差速器，對(duì)稱錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、重量較輕的優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛使用。對(duì)稱錐齒輪式差速器又分為普通錐齒輪式差速器、強(qiáng)制鎖止式差速器以及摩擦片式差速器。 本設(shè)計(jì)采用普通錐齒輪式差速器。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作狀態(tài)安全可靠，一般使用條件的汽車驅(qū)動(dòng)橋大部分都會(huì)采用這種普通錐齒輪式差速器。 差速器四個(gè)齒輪相同如下圖所示： 圖3.7 差速器齒輪 4.3 十字軸萬(wàn)向節(jié)

50、的強(qiáng)度校核 在設(shè)計(jì)十字軸萬(wàn)向節(jié)時(shí)，應(yīng)保證十字軸頸有足夠的抗彎強(qiáng)度。設(shè)諸滾針對(duì)十字軸頸作用力的合力為F，則： 式中T—傳動(dòng)軸計(jì)算扭矩，取按兩種情況計(jì)算的轉(zhuǎn)矩（按發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩、變速器一檔和按滿載驅(qū)動(dòng)輪附著系數(shù)為0.8計(jì)算）的較小者； —合力作用線與十字軸中心間的距離； —萬(wàn)向節(jié)的最大夾角； 4.3.1 十字軸頸根部的彎曲應(yīng)力計(jì)算 十字軸頸根部的彎曲應(yīng)力為： 式中：—十字軸軸頸直徑； —十字軸油道孔直徑； —力作用點(diǎn)到軸頸根部的距離。 彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于250～350。 4.3.2 十字軸軸頸的剪應(yīng)力計(jì)算 十字軸軸頸的剪應(yīng)力： 剪應(yīng)力應(yīng)不大于80～120。

51、 4.3.3 滾針軸承的接觸應(yīng)力計(jì)算方法 滾針軸承的接觸應(yīng)力： 式中：d—滾針直徑（mm）； L—滾針工作長(zhǎng)度（mm）； —如前所述（mm）； —在力F作用下一個(gè)滾針?biāo)艿淖畲筝d荷（N） 式中：i—滾針列數(shù)； Z—每列中的滾針數(shù)。 當(dāng)滾針和十字軸軸頸表面硬度在HRC58以上時(shí)，許用接觸應(yīng)力為3000～3200。 4.4 本章小結(jié) 本章首先對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，然后通過(guò)汽車設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)變速箱，驅(qū)動(dòng)橋等相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，運(yùn)用力學(xué)的有關(guān)知識(shí)對(duì)齒輪、軸、以及十字軸萬(wàn)向節(jié)等進(jìn)行了強(qiáng)度校核，詳細(xì)的介紹了強(qiáng)度校核的有關(guān)知識(shí)。最后在三維設(shè)

52、計(jì)軟件CATIA中完成了對(duì)變速箱、驅(qū)動(dòng)橋的零部件的建模過(guò)程。 第五章 基于CATIA的設(shè)計(jì)方案裝配 上文在CATIA中完成了對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的三維建模，下面在CATIA的裝配設(shè)計(jì)模塊中，介紹各個(gè)部件的裝配方法，完成對(duì)各個(gè)部件的裝配，在此基礎(chǔ)上，完成對(duì)整車結(jié)構(gòu)的三維建模。 5.1 變速箱零部件的裝配 5.1.1 變速箱齒輪和軸的裝配 裝配在一起的齒輪和軸是同心關(guān)系，軸線重合。下面以齒輪z2和中間軸為例，說(shuō)明變速箱齒輪和軸的裝配方法： ① 首先找到約束命令，如下圖所示： 圖5.1 約束命令列表 選擇第一個(gè)相合約束，分別點(diǎn)擊齒輪z2和中間軸的軸線，點(diǎn)擊更新命令。

53、 軟件會(huì)按照相合約束的命令進(jìn)行相對(duì)位置的更新，如下圖所示： 圖5.2 齒輪軸 因?yàn)辇X輪z2和中間軸是鍵聯(lián)接，所以通過(guò)添加鍵，使用約束命令的第二個(gè)接觸約束。進(jìn)一步限定齒輪和軸的相對(duì)位置，如下圖所示： 圖5.3 裝配完的齒輪軸 這樣就完成了一個(gè)齒輪在軸上的裝配。 參照上面的步驟完成其他齒輪在軸上的裝配。 圖5.4 中間軸 其他齒輪和軸的裝配方法類似，而輸出軸上又添加了軸承，軸承的裝配方法和上述所講方法是一致的。用上述方法將其他兩個(gè)軸上的齒輪和軸裝配完畢如下圖所示： 圖5.5 變速箱輸入軸 圖5.6 變速箱第二軸 5.1.2 變速箱軸與軸之間的裝配方法 變速箱的軸之

54、間最基本的關(guān)系是平行關(guān)系，這里使用約束命令里的第三個(gè)命令，偏移約束。上文計(jì)算出的中心距便是軸的偏移距離。因?yàn)橹虚g軸式變速箱，所以輸入軸和輸出軸軸線應(yīng)該在同一直線上，這樣可以使變速箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，使變速箱在實(shí)際安裝以及使用過(guò)程更加的方便。 圖5.7 變速箱齒輪裝配 5.1.3 直線驅(qū)動(dòng)裝置以及變速箱整體的裝配 完成各個(gè)齒輪和軸的裝配以后，將電磁直線執(zhí)行器與變速箱殼等裝配在一起，裝配結(jié)果如下圖所示： 圖5.8 變速箱圖 5.2 驅(qū)動(dòng)橋零部件的裝配 驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器和差速器。下面我們就主減速器和差速器在CATIA中分別進(jìn)行裝配。 5.2.1 主減速的裝配 主減速器由驅(qū)動(dòng)

55、齒輪和主減速器齒輪組成。下面利用主減速器殼對(duì)主減速器進(jìn)行裝配。 Step1 【開(kāi)始】→【機(jī)械設(shè)計(jì)】→【裝配設(shè)計(jì)】，進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)； Step2 選中樹(shù)形圖上的【Product1】，然后使用【現(xiàn)有組件】命令引入主減速器各部件； Step3 使用【角度約束】命令在輸入齒輪和主減速器齒輪軸線之間創(chuàng)建約束； Step4 使用【接觸約束】命令讓輸入齒輪和主減速器齒輪的相關(guān)面產(chǎn)生接觸約束，使用【更新】命令進(jìn)行更新； Step5 同上使用【曲面約束】、【接觸約束】、【更新】等命令完成差速器的裝配。 圖5.9 主減速器部件 5.2.1 差速器的裝配 Step1 【開(kāi)始】→【機(jī)械設(shè)

56、計(jì)】→【裝配設(shè)計(jì)】，進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)； Step2 選中樹(shù)形圖上的【Product1】，然后使用【現(xiàn)有組件】命令引入差速器各部件； Step3 使用【相合約束】命令在半軸齒輪和半軸的軸線之間創(chuàng)建約束； Step4 使用【接觸約束】命令讓半軸齒輪和行星齒輪的相關(guān)面產(chǎn)生接觸約束，使用【更新】命令進(jìn)行更新； Step5 同上使用【曲面約束】、【接觸約束】、【更新】等命令完成差速器的裝配。 如下圖所示： 圖5.10 差速器部件 5.2.3 驅(qū)動(dòng)橋整體的裝配 Step1 【開(kāi)始】→【機(jī)械設(shè)計(jì)】→【裝配設(shè)計(jì)】，進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)； Step2 選中樹(shù)形圖上的【Produ

57、ct1】，然后使用【現(xiàn)有組件】命令引入主減速器部件和差速器部件； Step3 使用【相合約束】命令在差速器齒輪軸和主減速器之間創(chuàng)建約束； Step4 使用【接觸約束】命令讓差速器部件和驅(qū)動(dòng)橋殼裝配，使用【更新】命令進(jìn)行更新，完成驅(qū)動(dòng)橋的裝配，如圖 圖5.11 驅(qū)動(dòng)橋總裝配圖 5.3 傳動(dòng)軸的裝配 電動(dòng)汽車上的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)常由萬(wàn)向節(jié)和傳動(dòng)軸組成，主要用來(lái)在工作過(guò)程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸間傳遞動(dòng)力。萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)應(yīng)保證所連接兩軸的相對(duì)位置在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)變化時(shí)，能可靠的傳遞動(dòng)力；保證所連接兩軸盡可能同步（等轉(zhuǎn)速）運(yùn)轉(zhuǎn)；允許相鄰兩軸存在一定的角度；允許存在一定軸向的移動(dòng)。 十字

58、軸萬(wàn)向節(jié)包括萬(wàn)向節(jié)叉、十字軸、軸承蓋、油嘴、安全閥、油封、滾針、套筒等。十字軸萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)比較固定，運(yùn)行起來(lái)也比較穩(wěn)定，所以在這里建模的時(shí)候不再詳細(xì)進(jìn)行建模，只畫(huà)出萬(wàn)向節(jié)叉、十字軸來(lái)表示整個(gè)萬(wàn)向傳動(dòng)節(jié)。因此傳動(dòng)軸的三維建模過(guò)程相對(duì)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)用到的還是約束命令， 下面詳細(xì)介紹一下裝配過(guò)程： Step1 【開(kāi)始】→【機(jī)械設(shè)計(jì)】→【裝配設(shè)計(jì)】，進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)； Step2 選中樹(shù)形圖上的【Product1】，然后使用【現(xiàn)有組件】命令引入傳動(dòng)軸各部件； Step3 使用【相合約束】命令在十字軸和萬(wàn)向節(jié)叉的叉臂孔軸線之間創(chuàng)建約束； 圖5.12 十字軸和萬(wàn)向節(jié)叉 Step4 使用Step3

59、的方法將傳動(dòng)軸上的萬(wàn)向節(jié)叉和十字軸創(chuàng)建約束 圖5.13 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸一側(cè) Step5 同上使用【相合約束】、【更新】等命令完成萬(wàn)向傳動(dòng)軸的裝配。 圖5.14 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸 5.4 整車結(jié)構(gòu)三維建模 傳動(dòng)系統(tǒng)前驅(qū)動(dòng)軸由電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)軸直接與主減速器相連，動(dòng)力通過(guò)差速器傳遞到半軸帶動(dòng)前部?jī)蓚€(gè)車輪運(yùn)動(dòng)。 Step1 【開(kāi)始】→【機(jī)械設(shè)計(jì)】→【裝配設(shè)計(jì)】，進(jìn)入裝配設(shè)計(jì)平臺(tái)； Step2 選中樹(shù)形圖上的【Product1】，然后使用【現(xiàn)有組件】命令引入之前裝配好的各部件； Step3 使用【相合約束】命令分別在電機(jī)軸線和傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)叉軸線、傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)叉軸線和主減速器輸入齒輪軸軸線之間

60、創(chuàng)建約束； Step4 使用【更新】命令進(jìn)行更新，完成前驅(qū)動(dòng)軸的裝配。 圖5.15 傳動(dòng)系統(tǒng)前驅(qū)動(dòng)軸 Step5 方法同Step3，使用【相合約束】命令分別在電機(jī)軸線和變速箱輸入軸軸線、變速箱輸出軸軸線和傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)叉軸線、傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)叉軸線和主減速器輸入齒輪軸軸線之間創(chuàng)建約束； Step6 使用【更新】命令進(jìn)行更新，完成后驅(qū)動(dòng)軸的裝配。 圖5.16 整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)三維裝配圖 5.5 本章小結(jié) 本章詳細(xì)講解了在CATIA如何進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)部件的三維建模，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了各個(gè)部分部件的裝配方法，完成了各個(gè)零部件的裝配。在本章中對(duì)CATIA的裝配

61、環(huán)節(jié)做了一定的介紹。最后完成了對(duì)CATIA整車傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配任務(wù)。 第六章 結(jié)論 本文根據(jù)純電動(dòng)汽車的純點(diǎn)動(dòng)力輸出的工作特性，提出了基于直驅(qū)式AMT變速箱的雙電機(jī)雙軸傳動(dòng)系統(tǒng)方案。此動(dòng)力系統(tǒng)可以更好地滿足純電動(dòng)汽車動(dòng)力性和最高車速的要求。針對(duì)該雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)，作者主要進(jìn)行了如下的研究工作。 （1） 對(duì)純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并闡述了單電機(jī)單軸驅(qū)動(dòng)，雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)的工作原理，通過(guò)對(duì)幾種不同的傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析，確定了雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)方案。 （2） 分析了本文設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式，對(duì)然后對(duì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行匹配計(jì)算，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池、布置

62、方式進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)。在滿足動(dòng)力性能要求的基礎(chǔ)上合理的選擇驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)各部件的參數(shù)，以期最大可能的提高整車行駛經(jīng)濟(jì)性。 （3） 首先對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，然后通過(guò)汽車設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，對(duì)變速箱，驅(qū)動(dòng)橋等相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，運(yùn)用力學(xué)的有關(guān)知識(shí)對(duì)齒輪、軸、以及十字軸萬(wàn)向節(jié)等進(jìn)行了強(qiáng)度校核，詳細(xì)的介紹了強(qiáng)度校核的有關(guān)知識(shí)。最后在三維設(shè)計(jì)軟件CATIA中完成了對(duì)變速箱、驅(qū)動(dòng)橋的零部件的建模過(guò)程。 （4） 介紹了CATIA裝配方法，在CATIA中完成了對(duì)整車傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配過(guò)程。 第七章 課題研究展望 本文的研究課題是山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（基于直驅(qū)技術(shù)的高效變速器

63、關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)開(kāi)發(fā)），然而雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)要真真正正的應(yīng)用在純電動(dòng)汽車上仍然有大量的實(shí)際工作要做。結(jié)合自己對(duì)本課題的研究體會(huì)，作者認(rèn)為需要完善的地方有： （1） 本文采用雙電機(jī)單電池系統(tǒng)，可進(jìn)一步采用雙電機(jī)雙電池系統(tǒng)。既主電機(jī)采用能量型電池來(lái)提高純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，輔電機(jī)采用功率型電池增大回饋功率，這樣就可以提高系統(tǒng)的能量利用效率。 （2） 本文主要對(duì)雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，下面可以進(jìn)一步對(duì)控制策略和性能仿真進(jìn)行研究，多方面的處理和分析純電動(dòng)汽車的雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。 （3） 本文提出的雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車采用直驅(qū)式AMT變速箱，下面期待對(duì)這種結(jié)合進(jìn)行仿真分析，使該雙電機(jī)雙軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)在純電動(dòng)汽車上的應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步。 專心---專注---專業(yè)