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电动汽车的出现实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼。传动系统作为汽车的核心组成部分,其技术创新是电动汽车发展的必经之路。针对电动汽车纯电动力输出的工作特性,创新设计一类应用直驱式AMT的电动汽车传动系统,有利于提高传动系统的传动效率,降低换挡过程中的能量损耗,缩短动力中断时间,进而提升电动汽车的换挡动力性及续航里程。本文基于国内外学者的研究成果,提出了一类应用直驱技术的AMT电动汽车传动系统结构方案。计算了高效区传动比,匹配了电动汽车动力系统参数,计算了整车当量转动惯量,设计了供电动汽车换挡试验研究的通用实验台架。基于MATLAB/Simulink分别对直驱式AMT调速换挡和驱动电机调速换挡进行仿真研究,对比分析了在换挡过程同步阶段采用电磁直线执行器调速和电机调速这两种同步方式,为自动变速器的技术进步提供了理论依据。具体研究内容如下:(1)文章首先根据电动汽车设计要求进行了动力系统的选型及匹配,包括电动汽车驱动电机的选型,完成了主减速器、变速器挡位数以及传动比的选取。为使车辆以常用车速行驶时电机尽可能工作于高效区,在匹配变速器传动比时,提出根据常用运行车速和驱动电机高效转速区间来确定变速系统的高效区传动比的方法,从而提高电机效率,增加续航里程。(2)设计了应用直驱式AMT的电动汽车变速器换挡性能试验研究的通用试验台架,可模拟整车当量转动惯量在9-14kg·m2范围内的车型,满足不同家用轿车变速器进行换挡试验。为了在台架上模拟整车惯性,计算了整车当量转动惯量。台架使用机械惯量模拟装置,避免了汽车试验台架电惯量模拟方法存在的迟滞效应。对电动汽车整车转动惯量分开模拟,提高了瞬态工况台架模拟精度。(3)在分析了变速器换挡原理的基础上将AMT换挡过程进行分段研究,建立了详细的换挡过程动力学模型。推导了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型,应用了速度和电流双闭环的电机空间矢量控制策略,建立了电机调速系统数学模型。(4)基于MATLAB/Simulink对换挡执行机构的性能进行仿真研究,研究了主要设计与控制参数对AMT换挡执行机构性能的影响。依据电机数学模型及其控制策略,基于MATLAB/Simulink搭建了永磁同步电机矢量控制系统调速仿真模型。对比分析了在换挡过程同步阶段采用电磁直线执行器调速和电机调速这两种同步方式各自的特点。仿真结果表明,在相同的转速差条件下,换挡过程同步阶段电机的调速时间比执行器大约缩短0.03s,而同步阶段的调速能耗,驱动电机则是电磁直线执行器的近10倍。