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基于新型同步器的电动汽车两挡AMT换挡控制研究
| 论文题名： | 基于新型同步器的电动汽车两挡AMT换挡控制研究 |
| 关键词： | 电动汽车;两挡电控机械式自动变速箱;弹簧式同步器;换挡品质;换挡力控制 |
| 摘要： | 对于纯电动汽车，多挡变速器技术已经成为一种汽车技术变革的趋势，其可以显著提高电动汽车的关键性能。相比于目前一般传动系统采用单级减速器的电动汽车，搭载两挡电控机械式自动变速箱（AMT）的纯电动汽车在动力性和经济性两方面都有较大改善。但是相应地搭载传统两挡AMT也会带来其固有的问题，比如换挡时出现顿挫感、动力中断等问题，同时电动汽车中一般都会取消离合器，采用电机-变速器直连的方式，这将使得驱动电机输出轴的惯量将直接等效到啮合齿轮上，导致同步器的磨损进一步加重。为了改进传统两挡AMT的不足，本文研究了一种基于新型弹簧式同步器的两挡AMT。新型弹簧式同步器主要是利用力矩弹簧在换挡过程中由于转速差被压缩或拉伸产生的弹性势能来消除目标齿轮和轴之间的转速差，从而减少了传统同步器因通过摩擦来消除转速差而产生的磨损，同时也能提高换挡品质。 本文首先详细介绍了传统同步器和新型同步器的结构，并对其工作阶段进行了划分和分析，同时建立了每个阶段的动力学方程。随后用AMESim软件分别建立了基于两种同步器的整车两挡AMT动力学模型，同时根据两挡AMT的换挡过程在MATLAB/Simulink软件中搭建了两挡瞬态换挡控制模型，并通过AMESim软件预设的MATLAB接口搭建联合仿真模型。通过仿真结果对传统同步器和新型同步器进行了比较分析，结果表明新型同步器相对传统同步器不仅换挡时间有所缩短，车辆冲击度也有了一定程度的减小。为了探讨影响新型同步器换挡品质的因素，采用单一变量法对弹簧刚度、转速差、驱动电机惯量和换挡力这几个因素进行了分析。最后为了进一步提升新型两挡AMT的换挡品质，提出了恒定换挡力控制、PI位置控制换挡力、双闭环PI控制换挡力和双闭环模糊PI控制换挡力几种换挡力控制方法，并根据仿真结果进行了比较，验证了新提出的换挡力控制方法可以实现对换挡品质的提升。 |
| 作者： | 王一伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 吴景铼;方亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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