混联式混合动力耦合系统构型分析(一),本文是有关混合动力大学毕业论文范文跟混合动力和耦合和构型相关本科论文开题报告范文.
混合动力论文参考文献：
高惠民 (本刊编委会委员)
现任江苏省常州外汽丰田汽车销售服务有限公司技术总监,江苏技术师范学院、常州机电职业技术学院汽车工程运用系专家委员,高级技师.
一、混联式混合动力耦合系统概述
汽车的节能与环保是当前汽车行业比较重要的研究方向之一.传统汽车由单一动力驱动,所有动力均来自发动机,使得汽车在动力匹配方面是按最高车速、最大爬坡度以及极限加速性等动力性要求来设计发动机功率的,这与整车一般行驶工况下的功率需求之间存在很大差别.各种试验表明传统汽车发动机有三分之二以上时间工作在轻载、低负荷区域(1 200r/min,40N.m以下),而此区域的燃油消耗约占总油耗的二分之一.针对这一问题,使传统汽车混合动力化无疑是从纯内燃机汽车向纯电动汽车过渡期内的最优选择.近年来市场上涌现出大量的混合动力车型,其中混联式(又称功率分流式)混合动力系统车型应用较广泛.混联式混合动力汽车都以行星齿轮机构作为核心动力耦合构型(Powe—Split Device PSD).该动力耦合构型可以实现电子无级变速功能(Electric continuously Variable Tranission,ECVT),在动力性和燃油经济性方面优势明显.本文将选择当前在国内上市的较为典型的行星式混联混合动力汽车ECVT构型进行介绍,主要包括以日本Toyota汽车公司的单模输入式功率分流构型为主,最具代表性的Toyota Hybrid Ssystem(简称THS)系统和以美国GM汽车公司的双模功率分流构型为主的AdvancedHybrid System(简称AHS)系统,对这两种系统的ECVT工作原理和各自特点进行分析,展示行星式混联混合动力耦合系统构型的优点.
二、典型ECVT构型
混联式混合动力汽车利用行星齿轮排实现发动机、发电机/电动机(MG1)、驱动电机(MG2)与车辆输出轴之间的功率分流.控制两个电机可以使得发动机与车速解耦,从而使得发动机能够长期工作在最佳工作效率区域.这是混联式混合动力汽车相比于串联式、并联式混合动力汽车更加高效的主要原因.按照功率分流的方式可以将ECVT分成单模构型和双模构型,其中单模构型又可分为三种模式：
第一种模式是输入分流式(Input-split),特点是将发动机和一个电机分别连在行星齿轮排上的两个不同节点(杠杆分析法中将行星齿轮机构中太阳轮S、齿圈R、行星架PC的啮合点看成节点)上,剩下的一个节点连接另一个电机和输出轴.丰田THS系统的普锐斯用的就是这种构型,是现今非常成熟的一种构型.
第二种模式是输出分流式(Output-split),将输出轴和一个电机分别连在行星齿轮排上的两个不同节点上,剩下的一个节点连接另一个电机和发动机.GM汽车公司第一代沃蓝达用的就是这种构型,车型也十分畅销.
第三种模式是复合分流式(Compound-split),将两行星齿轮排中三个节点中的两个节点连接起来,这样可形成一个有四个节点的结构,再将发动机、两个电机和输出轴分别连在这4个节点上,虽然复合分流式构型还没有在实车上得到广泛应用.但是,复合分流式与输入分流式构型组合可以获得双模构型(Twomode),相比于单模构型,双模构型中发动机具有更广的工作区间,并且传动效率更高.如GM汽车公司AHS系统ECVT构型.
1.丰田THS系统ECVT构型
纵观丰田公司在 ECVT 混合动力耦合构型方面的发展路线和技术成就,可以总结出如表1的科研成果路线.
从单排到双排, 从P r i u s 到L e x u s G S 4 5 0 h ( L e x u sLS600h),丰田公司的 ECVT 构型演变非常清晰,始终以最原始的THS构型作为精华部分,在其基础上进行演变,逐渐多样化、复杂化,又产生了其它各种各样的性能优越的构型.
(1)双擎卡罗拉混合动力ECVT构型
双擎卡罗拉属于THS-II混合动力系统.该系统与普锐斯相同,采用了丰田汽车公司具有发明专利的双排行星齿轮机构的混合动力车辆传动桥,构型简图如图1所示.
(2)雷克萨斯LS600h混合动力ECVT构型
雷克萨斯LS600h混合动力系统有排量5L,功率为290kW发动机和ECVT组成.ECVT构造包括发电机/电动机MG1、驱动电机MG2(输出功率260kW),双行星齿轮排和两个制动器.其构型仍属于丰田混合动力THS-II系统,又称为输入分配增扭型结构,其构型如图2所示.
ECVT构型的前排是一个普通的行星齿轮机构,而后排采用了拉维娜氏(Rigneaux)的行星齿轮机构,因此为双行星排式混合力耦合构型.后排的拉维娜氏结构又单独被称为复合式行星齿轮机构(Compound Planetary Gear),从本质上观察分析可知,它由两个普通的行星齿轮巧妙的组合而成.它包含两个太阳轮：前小太阳轮和后大太阳轮,含有一个由两个半径不同的行星架组合而成的公共的复合式行星架,两组行星架上的行星轮都能够围绕行星架独立旋转,但同一时刻只存在一个固定速比.小行星架的内行星轮与前小太阳轮相啮合,齿圈也同样与大行星架的外行星齿轮相啮合.由此可见,拉维娜氏行星齿轮机构可以看作一个双行星齿轮共用一个行星架和一个齿圈.
在动力输入连接上,前排行星齿轮机构属于动力分配行星齿轮机构,太阳齿轮连接至 MG1、行星架连接发动机、齿圈连接后排行星架输出扭矩.后排拉维娜氏行星齿轮机构属于电机MG2减速增扭行星齿轮机构,其前小太阳齿轮连接至B1制动器,后大太阳齿轮连接至MG2,齿圈连接至B2制动器、行星架与前排齿圈连接输出扭矩.通过液电控制,操作B1和B2制动器,系统能将MG2转速在低速档和高速档之间切换,如图3所示.使得车辆最大输出功率总和达到327kW,0～100km加速时间6.4s,综合油耗9.6L.
2.通用AHS系统ECVT构型
纵观美国GM公司在EVT混合动力耦合系统方面的技术演变路线并没有Toyota公司那么清晰明朗,而且结构上比Toyota公司更为复杂,多数集中于双排、三排行星齿轮机构的研究,尤其是在三排方面,发表了一些专利,如表2所示.
(1)雪弗兰君越30H混合动力ECVT构型
雪弗兰君越30H混合动力采用了通用5ET50变速器.5ET50变速器是一款集机械驱动和电机驱动的ECVT,它具有无级变速、两个行星齿轮排动力耦合、三组离合器和1组制动器控制、四种驱动模式等特点.ECVT技术参数如表3所示.
5ET50：
5—5种驱动模式；
E—电子变速器；
T—横置；
50—产品系列.
在全新一代君越30H全混动上只使用了4种驱动模式,ECVT的构型如图4所示.
扭转减振器与旁通离合器——安装在变速器前端,连接发动机驱动盘与输入行星齿轮排的齿圈.扭转减振器总成内部包含一个单向离合器,在发动机起动时将减振器旁通.
输入行星齿轮排——太阳轮直接连接电动机/发电机A；齿圈通过扭转减振器连接发动机；行星架与输出行星齿轮排的行星架直接连接,通过链条连接至主减速器输出动力.
输出行星齿轮排—太阳轮直接与电动机/发电机B连接；齿圈通过低速离合器B1连接壳体,通过离合器C1链接电动机/发电机A；行星架与输入行星齿轮排的行星架连接,输出动力.
离合器C1—安装在电动机/发电机A的转子上,并与输出行星齿轮排的齿圈连接.
低速离合器B1安装在变速器壳体中,固定输出行星齿轮排齿圈.5ET50变速器运行模式如表4所示.
5 E T 5 0 变速器各个运行模式状态和过渡状态如图5 所示, 发动机、M G 1 、M G 2 的输入转速与车辆行驶速度的关系如图6所示.雪弗兰君越30H混合动力汽车综合油耗为4.7L/100km.
上文结论，该文是关于混合动力和耦合和构型方面的混合动力论文题目、论文提纲、混合动力论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文.
混合动力汽车和
摘 要 混合动力汽车主要是通过不同的能量转化装置,形成一定的混合动力源 在一定程度上本文通过对于混合动力汽车的研究,以此来探究混合动力汽车发展的方向和前景 关键词混合动力汽车；发展；前景1 引言当今社.
混合动力电动汽车关键技术
摘要本文对混合动力电动汽车的研究现状做了简要的叙述,对其未来的发展趋势做了简要的分析,着重针对混合动力汽车的工作模式、能量源、及可再生能量储存系统……关键技术进行了较为详尽的分析 关键词混合动力；工作.
混合动力汽车动力匹配控制系统
摘要伴随着经济的发展和进步,我国汽车工业发展十分迅速,在人们日常生产和生活中应用非常更多,可以说是密不可分的状态,如今每个家庭中拥有汽车数量不断增加,所带来的效益可显而知,但是同时也对周围环境以及能源.