【電動汽車線控技術(shù)發(fā)展原理和應(yīng)用探析3200字（論文）】

--電動汽車線控技術(shù)發(fā)展原理和應(yīng)用分析TOC\o"1-3"\h\u20921目錄 III78421緒論 1235351.1引言 144481.2線控技術(shù)的基本原理 1237291.3電動汽車線控自動變速系統(tǒng)的基本組成 1237451.4電動汽車線控自動變速系統(tǒng)的優(yōu)點 319762電動汽車用自動變速器的發(fā)展趨勢 4209392.1國外電動汽車用自動變速器發(fā)展趨勢 4279972.2國內(nèi)電動汽車用自動變速器發(fā)展趨勢 423862結(jié)論 530256參考文獻 6緒論引言目前應(yīng)用于電動汽車上的線控技術(shù)主要有：線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Steer-By-Wire）、線控制動系統(tǒng)（Brake-By-Wire）、線控懸架系統(tǒng)（Suspension-By-Wire）、線控驅(qū)動系統(tǒng)（Drive-By-Wire）和線控油門系統(tǒng)（Throttle-By-Wire）等。韓國現(xiàn)代汽車公司在2009年法蘭克福國際車展上發(fā)布了Blue-Wile，這是一款具有完全無人駕駛技術(shù)的概念汽車；2010年北京車展上的長安Green-i概念車，全車采用線控操縱、制動能量回饋技術(shù)；第39屆豐田車展上豐田展出了一款四個輪毅電機獨立驅(qū)動的Fine-X概念車；在吉林大學(xué)舉行的2010年世界電動車展上，展示了全線電動車的概念，2014年吉林大學(xué)結(jié)合國家863計劃完成了采用線控技術(shù)的電動汽車。線控技術(shù)的發(fā)展很大程度上是得益于這些年來電動汽車的飛快發(fā)展，而新能源與線控技術(shù)的結(jié)合，推動了車輛的先進產(chǎn)業(yè)模式和快速發(fā)展。1.2線控技術(shù)的基本原理圖2.1顯示了線性控制技術(shù)的基本原理：傳感器通過人機界面感知駕駛員的操縱指令，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，然后傳到執(zhí)行機構(gòu)，使得控制單元操縱相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)動作；然后功能裝置的運行狀態(tài)被傳感器檢測到，同樣以電信號的形式傳遞給人機接口，從而反饋運行狀態(tài)給駕駛員。圖2.1線控技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)原理圖線性控制系統(tǒng)需要在人機界面、執(zhí)行器、傳感器機制和其他系統(tǒng)之間傳輸大量的信息，這就需要具有良好的網(wǎng)絡(luò)實時性、較高的可靠性和一定程度的冗余“功能實現(xiàn)”，以此確保裝置在故障時的基本功能。線控控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的理論前提是電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和綜合車輛動力學(xué)控制理論。線控控制技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括信息收集和傳輸、駕駛員意圖和工作條件的識別、電機和控制器、故障診斷和容錯，以及能量管理和綜合底盤控制。1.3電動汽車線控自動變速系統(tǒng)的基本組成本文基于線控技術(shù)所提出并研究的電動汽車用兩檔線控自動變速器的線控系統(tǒng)的組成框圖如圖2.2所示。動力傳動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機、線控自動變速器、主減速器和差速器，采用配置多檔傳動裝置的驅(qū)動方式電動機與變速器之間無需外置離合器；控制系統(tǒng)包括電機控制單元和變速器控制單元，變速器控制單元接收來自加速踏板傳感器、制動踏板傳感器、選檔桿位置傳感器、OBD-II診斷插座、一檔和二檔離合器線圈電流傳感器、變速器輸入和輸出軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩傳感器的信號以及CAN總線傳輸?shù)尿?qū)動電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩信號和車速等信號，控制一檔和二檔電磁離合器的電磁線圈的電流變化和通過CAN總線控制驅(qū)動電機的傳遞轉(zhuǎn)矩變化，同時接收來自O(shè)BD-II診斷插座的信號監(jiān)控變速器的故障情況，對變速器進行容錯控制。圖1.2電動汽車兩檔TCBW的線控系統(tǒng)組成框圖基于線控技術(shù)和現(xiàn)有的電動汽車用自動變速器結(jié)構(gòu)型式的研究，本文提出了一種新型的平行軸式兩檔線控自動變速器，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1.2（a）所示，該自動變速器包括一檔和二檔多摩擦片式電磁離合器（如圖1.2（b）所示）、中心輸入齒輪、兩個輸入齒輪、一檔和二擋的輸出齒輪副。該變速器中的離合器布局與傳統(tǒng)的雙離合器自動變速箱有所區(qū)別，因為一檔和二檔離合器分別位于變速箱的一檔軸和二檔軸上，一檔和二檔離合器的從動盤通過傳動軸分別與一檔和二檔輸入齒輪連接，一檔和二檔離合器的主動盤與變速箱的一檔和二檔軸相連；此外，該變速箱所使用的離合器與傳統(tǒng)的雙離合器自動變速箱的離合器有所區(qū)別，后者有干式和濕式兩種版本，均需要離合器控制裝置，而該變速器所用的離合器為多摩擦片式電磁離合器，不需要步進電機或復(fù)雜的液壓控制機構(gòu)。（a）兩檔線控自動變速器結(jié)構(gòu)簡圖（b）電磁離合器的結(jié)構(gòu)圖圖2-3兩檔線控自動變速器結(jié)構(gòu)簡圖圖2.3中的各標(biāo)號含義為：1.驅(qū)動電機；2.變速器輸入軸；3.中心輸入齒輪；4.一檔輸入齒輪；5.二檔輸入齒輪；6.一檔電磁離合器；7.二檔電磁離合器；8.一檔主動齒輪；9.一檔從動齒輪；10.二檔主動齒輪；11.二檔從動齒輪；12.變速器一檔軸；13.變速器二檔軸；14.變速器輸出軸。1.4電動汽車線控自動變速系統(tǒng)的優(yōu)點本文所提出的應(yīng)用于電動汽車上的線控自動變速系統(tǒng)相較于其他類型的變速傳動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：首先就是線控自動變速器的控制方式為線傳電控，線控自動變速系統(tǒng)無需驅(qū)動電機與變速箱之間的離合器、一般多檔變速器所用的同步器和制動器、復(fù)雜的變速器控制伺服機構(gòu)如直流電機調(diào)節(jié)裝置和液壓控制系統(tǒng)，離合器的液壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動效率低且燃油經(jīng)濟性差，因此該種變速器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低且便于控制；控制過程中只需要電線傳輸信號即可，電控單元直接控制變速器中離合器的運行狀態(tài)，線控方式具有系統(tǒng)穩(wěn)定性高、快速的系統(tǒng)響應(yīng)、低的系統(tǒng)故障率、高的調(diào)節(jié)精度和易于使用的復(fù)雜控制策略的優(yōu)點。其次就是該種變速器的換檔方式為動力性換檔，在換檔過程中，兩個摩擦片式電磁離合器在滑摩狀態(tài)下進行結(jié)合和分離，使換檔過程中動力不中斷，而且可以通過設(shè)計合理的控制策略達到滑摩功和沖擊度的最小值，保證了良好的換檔品質(zhì)。電動汽車用自動變速器的發(fā)展趨勢2.1國外電動汽車用自動變速器發(fā)展趨勢Eberleh和Th.Hartkopf（德國Darmstadt科技大學(xué)）研究了帶有感應(yīng)電機和雙速自動變速器的傳動系統(tǒng)，在試驗臺上進行了模擬和測試，并與固定速比系統(tǒng)進行了比較，結(jié)果顯示了帶有雙速自動變速箱的純電動汽車的潛在優(yōu)勢，并為未來的電動汽車提供了可能的驅(qū)動力。荷蘭Eindhoven科技大學(xué)的T.Hofman和C.H.Dai利用后向模擬比較了配備CVT變速箱與固定速比的純電動汽車的電動效率，并提出了一種提高能源效率的換擋策略。Sorniotti（意大利）分析了單變速箱和雙變速箱對電動汽車的動力性和經(jīng)濟性的影響，并對創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的無中斷兩檔變速器進行了換檔控制研究.T.Hofman等采用后向模擬方法模擬了在NEDC和FTP75循環(huán)條件下配備固定速比和無級變速器的電動汽車的經(jīng)濟性。QinglianRen，D.A.Crolla等的結(jié)果顯示，在NEDC循環(huán)中，與沒有變速箱的電動汽車相比，配備CVT和四速變速箱的電動汽車的燃油經(jīng)濟性分別提高了5.28%、4.45%、3.76%和2.71%。H.VAlizadeh等對裝有無離合器的兩檔AMT的電動汽車進行了研究，并利用PWA反饋法對變速器進行控制。2.2國內(nèi)電動汽車用自動變速器發(fā)展趨勢國內(nèi)院校和研究機構(gòu)，如中國科學(xué)院、北京理工大學(xué)、吉林大學(xué)、重慶大學(xué)等都進行了相關(guān)研究。北京工業(yè)大學(xué)的席軍強、王雷研究和設(shè)計了配備AMT和無離合器AMT的純電動客車，分析了無離合器AMT的切換過程，并對切換過程進行了評估，提出了通過AMT控制器計算需求轉(zhuǎn)矩的方法，使電機控制器協(xié)調(diào)控制換檔過程，整個換檔時間小于1.5s，提高了換檔舒適性。葉明、李鑫等研究設(shè)計了應(yīng)用于電動汽車的機電控制無極自動變速器，并開發(fā)出搭載該變速器的原型車。吉林大學(xué)的顧強、程秀生等研究設(shè)計了用于電動汽車的雙速雙離合器自動變速器，使用粒子群算法來優(yōu)化換擋過程，并為換擋過程建立協(xié)調(diào)的控制策略，測試結(jié)果顯示換擋過程中的打滑現(xiàn)象減少了9%。目前，國內(nèi)市場上的電動汽車如比亞迪e6和騰勢、東風(fēng)日產(chǎn)啟辰晨風(fēng)、榮威E50、江淮iev4、奔騰BSOev、奇瑞QQ電動版等都是采用單電機和固定傳動比的傳動裝置，2022年3月上市的長安逸動電動汽車采用無極變速箱。結(jié)論智能無人駕駛汽車的關(guān)鍵是無人駕駛技術(shù)。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)不僅消除了復(fù)雜的機械桿和液壓系統(tǒng)，而且也是實現(xiàn)新能源汽車規(guī)?；妥灾黢{駛的關(guān)鍵技術(shù)。沒有線控技術(shù)，自主駕駛就不可能實現(xiàn)，這說明線控技術(shù)對自主駕駛非常重要。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)具有快速、精確的轉(zhuǎn)向功能，提高了汽車的安全性和穩(wěn)定性；通過減少機械桿的數(shù)量，減輕了汽車本身的重量，節(jié)約了成本，降低了油耗，符合環(huán)保政策。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)是主流，但許多技術(shù)被國外市場壟斷，存在"卡脖子"現(xiàn)象，線控轉(zhuǎn)向技術(shù)大多涉及非常精密的部件，如電磁閥，難以加工，不可能大規(guī)模生產(chǎn)，必須迅速解決的困境。設(shè)計上的缺陷和技術(shù)上的不成熟，導(dǎo)致近年來許多汽車品牌頻繁發(fā)生事故和召回。參考文獻喬露露,文森淼.智能網(wǎng)聯(lián)汽車的線控技術(shù)研究[J].內(nèi)燃機與配件,2022(03):239-241.DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2022.03.077.蔣曉琴.在用汽車的智能化改裝研究[J].汽車工程師,2021(