平行式电驱桥的传动效率理论建模及其优化研究

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传动系统是平行式电驱桥的重要组成部分之一,具有减速、增扭和差速等功能,与驱动电机以及电机控制器配合工作,保证整车的正常行驶。传动系统的效率是平行式电驱桥的重要性能指标,对整车的续航里程、动力性能以及传动可靠性等都有重要的影响。当传动系统的效率偏低时,损失功率偏大,所浪费的能量转化为热能,导致润滑油温度的升高,严重时影响传动部件的可靠性。本文以某平行式电驱桥的传动系统为研究对象,对其传动效率进行了理论建模以及优化研究。本文主要进行了以下研究工作:(1)结合平行式电驱桥的传动部件组成,明确了传动系统效率的主要影响因素。分析了各传动部件功率损失的产生机理,建立了各项功率损失的数学模型,为传动系统效率的理论建模奠定了基础。(2)结合平行式电驱桥的传动系统结构,分析了其总损失功率的组成以及计算流程。基于各损失功率的理论模型,明确了仿真所需的参数,搭建了传动系统总损失功率的Simulink仿真模型。根据仿真所得到的结果,分析了四种功率损失所占的比例;基于仿真模型,研究了传动效率与输入转速、转矩以及油温之间的关系。(3)搭建了平行式电驱桥的效率试验台,阐述了试验测试原理。基于函数误差的合成原理,推导了间接测试量(传动效率)极限误差的计算公式,从而得出了试验台的测试精度为0.3921%,满足了效率试验的要求。通过驱动电机的特性试验,确定了驱动设备的峰值功率和峰值转矩,为传动效率试验提供了相关参数。制定了相关试验方案,对平行式电驱桥进行了效率试验,得出了其传动系统的最大效率为93.6%。将试验结果和仿真结果进行了对比,发现二者之间的最大相对误差为7.39%,最大功率差不超过1k W,以此验证了仿真模型的正确性。(4)基于传动系统功率损失的仿真模型,以三组工况下损失功率仿真值的加权平均量为试验指标,设计了传动系统的正交优化试验。采用极差分析法得出了因子主次以及最优组合,对齿数进行圆整后得出了优化后的设计方案。对优化后的设计方案进行了仿真分析,将仿真结果与优化前的结果进行了对比,验证了优化方案的正确性。
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