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

--電動(dòng)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(dòng)汽車線控自動(dòng)變速系統(tǒng)的基本組成 1237451.4電動(dòng)汽車線控自動(dòng)變速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 319762電動(dòng)汽車用自動(dòng)變速器的發(fā)展趨勢(shì) 4209392.1國外電動(dòng)汽車用自動(dòng)變速器發(fā)展趨勢(shì) 4279972.2國內(nèi)電動(dòng)汽車用自動(dòng)變速器發(fā)展趨勢(shì) 423862結(jié)論 530256參考文獻(xiàn) 6緒論引言目前應(yīng)用于電動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)（Brake-By-Wire）、線控懸架系統(tǒng)（Suspension-By-Wire）、線控驅(qū)動(dòng)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(dòng)能量回饋技術(shù)；第39屆豐田車展上豐田展出了一款四個(gè)輪毅電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的Fine-X概念車；在吉林大學(xué)舉行的2010年世界電動(dòng)車展上，展示了全線電動(dòng)車的概念，2014年吉林大學(xué)結(jié)合國家863計(jì)劃完成了采用線控技術(shù)的電動(dòng)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(dòng)汽車的飛快發(fā)展，而新能源與線控技術(shù)的結(jié)合，推動(dòng)了車輛的先進(jìn)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(jī)界面感知駕駛員的操縱指令，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后傳到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使得控制單元操縱相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作；然后功能裝置的運(yùn)行狀態(tài)被傳感器檢測(cè)到，同樣以電信號(hào)的形式傳遞給人機(jī)接口，從而反饋運(yùn)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(jī)界面、執(zhí)行器、傳感器機(jī)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(shí)時(shí)性、較高的可靠性和一定程度的冗余“功能實(shí)現(xiàn)”，以此確保裝置在故障時(shí)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(dòng)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(shí)別、電機(jī)和控制器、故障診斷和容錯(cuò)，以及能量管理和綜合底盤控制。1.3電動(dòng)汽車線控自動(dòng)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(dòng)汽車用兩檔線控自動(dòng)變速器的線控系統(tǒng)的組成框圖如圖2.2所示。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、線控自動(dòng)變速器、主減速器和差速器，采用配置多檔傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方式電動(dòng)機(jī)與變速器之間無需外置離合器；控制系統(tǒng)包括電機(jī)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(dòng)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(hào)以及CAN總線傳輸?shù)尿?qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩信號(hào)和車速等信號(hào)，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(dòng)電機(jī)的傳遞轉(zhuǎn)矩變化，同時(shí)接收來自O(shè)BD-II診斷插座的信號(hào)監(jiān)控變速器的故障情況，對(duì)變速器進(jìn)行容錯(cuò)控制。圖1.2電動(dòng)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(dòng)汽車用自動(dòng)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(dòng)變速器，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1.2（a）所示，該自動(dòng)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(gè)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(dòng)變速箱有所區(qū)別，因?yàn)橐粰n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(dòng)盤通過傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jìn)電機(jī)或復(fù)雜的液壓控制機(jī)構(gòu)。（a）兩檔線控自動(dòng)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(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖圖2.3中的各標(biāo)號(hào)含義為：1.驅(qū)動(dòng)電機(jī)；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(dòng)齒輪；9.一檔從動(dòng)齒輪；10.二檔主動(dòng)齒輪；11.二檔從動(dòng)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(dòng)汽車線控自動(dòng)變速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)本文所提出的應(yīng)用于電動(dòng)汽車上的線控自動(dòng)變速系統(tǒng)相較于其他類型的變速傳動(dòng)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先就是線控自動(dòng)變速器的控制方式為線傳電控，線控自動(dòng)變速系統(tǒng)無需驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(dòng)器、復(fù)雜的變速器控制伺服機(jī)構(gòu)如直流電機(jī)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(dòng)效率低且燃油經(jīng)濟(jì)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(hào)即可，電控單元直接控制變速器中離合器的運(yùn)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(diǎn)。其次就是該種變速器的換檔方式為動(dòng)力性換檔，在換檔過程中，兩個(gè)摩擦片式電磁離合器在滑摩狀態(tài)下進(jìn)行結(jié)合和分離，使換檔過程中動(dòng)力不中斷，而且可以通過設(shè)計(jì)合理的控制策略達(dá)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(dòng)汽車用自動(dòng)變速器的發(fā)展趨勢(shì)2.1國外電動(dòng)汽車用自動(dòng)變速器發(fā)展趨勢(shì)Eberleh和Th.Hartkopf（德國Darmstadt科技大學(xué)）研究了帶有感應(yīng)電機(jī)和雙速自動(dòng)變速器的傳動(dòng)系統(tǒng)，在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了模擬和測(cè)試，并與固定速比系統(tǒng)進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示了帶有雙速自動(dòng)變速箱的純電動(dòng)汽車的潛在優(yōu)勢(shì)，并為未來的電動(dòng)汽車提供了可能的驅(qū)動(dòng)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(dòng)汽車的電動(dòng)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(duì)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的影響，并對(duì)創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的無中斷兩檔變速器進(jìn)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(jí)變速器的電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)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(dòng)汽車相比，配備CVT和四速變速箱的電動(dòng)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性分別提高了5.28%、4.45%、3.76%和2.71%。H.VAlizadeh等對(duì)裝有無離合器的兩檔AMT的電動(dòng)汽車進(jìn)行了研究，并利用PWA反饋法對(duì)變速器進(jìn)行控制。2.2國內(nèi)電動(dòng)汽車用自動(dòng)變速器發(fā)展趨勢(shì)國內(nèi)院校和研究機(jī)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(jìn)行了相關(guān)研究。北京工業(yè)大學(xué)的席軍強(qiáng)、王雷研究和設(shè)計(jì)了配備AMT和無離合器AMT的純電動(dòng)客車，分析了無離合器AMT的切換過程，并對(duì)切換過程進(jìn)行了評(píng)估，提出了通過AMT控制器計(jì)算需求轉(zhuǎn)矩的方法，使電機(jī)控制器協(xié)調(diào)控制換檔過程，整個(gè)換檔時(shí)間小于1.5s，提高了換檔舒適性。葉明、李鑫等研究設(shè)計(jì)了應(yīng)用于電動(dòng)汽車的機(jī)電控制無極自動(dòng)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(qiáng)、程秀生等研究設(shè)計(jì)了用于電動(dòng)汽車的雙速雙離合器自動(dòng)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(cè)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(chǎng)上的電動(dòng)汽車如比亞迪e6和騰勢(shì)、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(dòng)版等都是采用單電機(jī)和固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置，2022年3月上市的長安逸動(dòng)電動(dòng)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(jī)械桿和液壓系統(tǒng)，而且也是實(shí)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(shí)現(xiàn)，這說明線控技術(shù)對(duì)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(jī)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(chǎng)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(jì)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(xiàn)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(jī)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(