重型商用混合动力车自动变速技术综述时间:2011-02-1712:17来源:新能源汽车聚焦网作者:董翔宇等点击:157次分析了在混合动力汽车中运用自动变速技术的必要性及其优势,介绍了各种自动变速技术在混合动力中的应用,阐述了将AMT技术应用于HEV中的突出优势,最后论述了我国HEV自动变速技术的发展。0引言目前,在许多大城市,汽车排放已成为第一污染源,随着国际油价飞涨,人们对环境不断恶化的担忧,新能源汽车的发展已成为大势所趋。混合动力汽车(Hybridelectricvehicle,HEV)正是具有低污染、低油耗特点的新一代清洁能源汽车,目前,国外对HEV的研究比较成熟,并早已实现产业化。1997年,日本丰田汽车公司的普锐斯最先实现了HEV的量产,在随后的十几年里,HEV在世界范围内得到了飞速发展和广泛应用。变速机构是混合动力系统的关键技术,它不仅可以作为混合动力汽车的动力耦合装置,通过设计合理的换挡策略,还可以改善发动机、电机和动力电池的工作条件,延长其使用寿命,进一步提高HEV整车的经济性和动力性,有效提高其在复杂路面的通过性。在国外,HEV中变速技术的发展也经历了由手动到自动,由变速器单独控制到发动机、电机、变速器一体化控制的发展,如丰田普锐斯的行星齿轮汇流结构、伊顿混合动力总成等混合动力系统已经比较成熟;而国内的混合动力系统及自动变速技术还处在研究阶段,亟待发展。1混合动力汽车中运用自动变速技术的必要性及优势目前,我国传统重型商用车多为手动变速,这主要是由两方面原因造成的:一是国内对于自动变速技术核心部分的研究尚不够成熟,不具备自主知识产权;二是重型商用车对舒适性的要求相对较低,并且手动变速器成本较低,机械结构可靠然而,在重型商用混合动力汽车中,自动变速技术具有十分重要的作用,是混合动力系统不可或缺的关键技术,这主要由于:(1)通过制定合适的换挡策略,提高整车的动力性和经济性。对于自动变速器,可以通过设计合理的换挡规律,适时选择最佳传动比来使发动机尽量工作在经济区域附近,提高整车动力性和经济性。并且,在混合动力汽车中,由于增加了新的动力源,换挡策略的制定要考虑发动机、电机、电池等诸多因素,保证两个动力源尽量工作在经济区域,以减少车辆的当量油耗;HEV中换挡策略的制定还要考虑不同工作模式下最佳换挡点的变化,因此,仅靠驾驶员很难把握合适的换挡时机,进行最优换挡。(2)换挡过程中,通过对发动机、电机进行调速控制,达到减小换挡冲击、缩短动力中断时间和减少摩擦损耗的目的。混合动力汽车有发动机和电机两个动力源,在换挡过程中,不同工作模式下进行动力输出的动力源不同,相应的调速特性也不同;很多混合动力系统在变速器输入端布置了自动离合器、电机等部件,根据离合器的结合状态不同,变速器输入端的转动惯量也不同。所有这些因素使得驾驶员很难对同步过程作出准确判断,通过应用自动变速技术,可以实时监测车辆状态参数,及时控制电控发动机和电机进行调速,缩短同步时间,并且选择最佳换挡时机,从而达到减少摩擦损失、提高摩擦元件寿命和提高整车舒适性的目的。(3)汽车动力传动一体化控制的要求。混合动力汽车中的换挡,需要发动机、电机、变速器、电池等部件的综合协调,通过一体化控制,可以实现不分离离合器换挡,甚至可以实现无同步器换挡,减少离合器和同步器的磨损,缩短动力中断时间,提高换挡品质,简化变速机构,提高汽车的集成度。通过总线将汽车上的各电控单元连接起来,形成一个移动的局域网,通过整车控制器来协调汽车各个部件的工作,提高整车性能。综上所述,在HEV中发展自动变速技术具有重要的实际意义,是HEV发展的必然趋势。2自动变速技术在HEV中的具体应用由于自动变速技术在HEV中的重要作用,目前,多种自动变速技术在混合动力系统中得到了成功运用。2.1基于行星排的自动变速技术2.1.1混联结构行星排自动变速技术丰田普锐斯的行星齿轮汇流结构是自动变速技术在混联混合动力系统中的成功应用(图1)。其中,变速驱动桥(图1中虚线框所示)由发电机MG1、电动机MG2、行星齿轮组和差速器齿轮组组成;行星齿轮组(图2)中,发动机与行星架相连,发电机MG1与太阳轮相连,电动机MG2与齿圈相连,发动机和电动机MG2提供的动力通过齿圈上的动力输出轮输出给差速器齿...
