【电动汽车线控技术发展原理和应用探析3200字（论文）】

--电动汽车线控技术发展原理和应用分析TOC\o"1-3"\h\u20921目录 III78421绪论 1235351.1引言 144481.2线控技术的基本原理 1237291.3电动汽车线控自动变速系统的基本组成 1237451.4电动汽车线控自动变速系统的优点 319762电动汽车用自动变速器的发展趋势 4209392.1国外电动汽车用自动变速器发展趋势 4279972.2国内电动汽车用自动变速器发展趋势 423862结论 530256参考文献 6绪论引言目前应用于电动汽车上的线控技术主要有：线控转向系统（Steer-By-Wire）、线控制动系统（Brake-By-Wire）、线控悬架系统（Suspension-By-Wire）、线控驱动系统（Drive-By-Wire）和线控油门系统（Throttle-By-Wire）等。韩国现代汽车公司在2009年法兰克福国际车展上发布了Blue-Wile，这是一款具有完全无人驾驶技术的概念汽车；2010年北京车展上的长安Green-i概念车，全车采用线控操纵、制动能量回馈技术；第39届丰田车展上丰田展出了一款四个轮毅电机独立驱动的Fine-X概念车；在吉林大学举行的2010年世界电动车展上，展示了全线电动车的概念，2014年吉林大学结合国家863计划完成了采用线控技术的电动汽车。线控技术的发展很大程度上是得益于这些年来电动汽车的飞快发展，而新能源与线控技术的结合，推动了车辆的先进产业模式和快速发展。1.2线控技术的基本原理图2.1显示了线性控制技术的基本原理：传感器通过人机界面感知驾驶员的操纵指令，并将其转换成电信号，然后传到执行机构，使得控制单元操纵相应的执行机构动作；然后功能装置的运行状态被传感器检测到，同样以电信号的形式传递给人机接口，从而反馈运行状态给驾驶员。图2.1线控技术的基本结构原理图线性控制系统需要在人机界面、执行器、传感器机制和其他系统之间传输大量的信息，这就需要具有良好的网络实时性、较高的可靠性和一定程度的冗余“功能实现”，以此确保装置在故障时的基本功能。线控控制的转向系统的理论前提是电子转向系统和综合车辆动力学控制理论。线控控制技术研究的主要内容包括信息收集和传输、驾驶员意图和工作条件的识别、电机和控制器、故障诊断和容错，以及能量管理和综合底盘控制。1.3电动汽车线控自动变速系统的基本组成本文基于线控技术所提出并研究的电动汽车用两档线控自动变速器的线控系统的组成框图如图2.2所示。动力传动系统包括驱动电机、线控自动变速器、主减速器和差速器，采用配置多档传动装置的驱动方式电动机与变速器之间无需外置离合器；控制系统包括电机控制单元和变速器控制单元，变速器控制单元接收来自加速踏板传感器、制动踏板传感器、选档杆位置传感器、OBD-II诊断插座、一档和二档离合器线圈电流传感器、变速器输入和输出轴转速和转矩传感器的信号以及CAN总线传输的驱动电机转速、转矩信号和车速等信号，控制一档和二档电磁离合器的电磁线圈的电流变化和通过CAN总线控制驱动电机的传递转矩变化，同时接收来自OBD-II诊断插座的信号监控变速器的故障情况，对变速器进行容错控制。图1.2电动汽车两档TCBW的线控系统组成框图基于线控技术和现有的电动汽车用自动变速器结构型式的研究，本文提出了一种新型的平行轴式两档线控自动变速器，其结构简图如图1.2（a）所示，该自动变速器包括一档和二档多摩擦片式电磁离合器（如图1.2（b）所示）、中心输入齿轮、两个输入齿轮、一档和二挡的输出齿轮副。该变速器中的离合器布局与传统的双离合器自动变速箱有所区别，因为一档和二档离合器分别位于变速箱的一档轴和二档轴上，一档和二档离合器的从动盘通过传动轴分别与一档和二档输入齿轮连接，一档和二档离合器的主动盘与变速箱的一档和二档轴相连；此外，该变速箱所使用的离合器与传统的双离合器自动变速箱的离合器有所区别，后者有干式和湿式两种版本，均需要离合器控制装置，而该变速器所用的离合器为多摩擦片式电磁离合器，不需要步进电机或复杂的液压控制机构。（a）两档线控自动变速器结构简图（b）电磁离合器的结构图图2-3两档线控自动变速器结构简图图2.3中的各标号含义为：1.驱动电机；2.变速器输入轴；3.中心输入齿轮；4.一档输入齿轮；5.二档输入齿轮；6.一档电磁离合器；7.二档电磁离合器；8.一档主动齿轮；9.一档从动齿轮；10.二档主动齿轮；11.二档从动齿轮；12.变速器一档轴；13.变速器二档轴；14.变速器输出轴。1.4电动汽车线控自动变速系统的优点本文所提出的应用于电动汽车上的线控自动变速系统相较于其他类型的变速传动系统具有以下优点：首先就是线控自动变速器的控制方式为线传电控，线控自动变速系统无需驱动电机与变速箱之间的离合器、一般多档变速器所用的同步器和制动器、复杂的变速器控制伺服机构如直流电机调节装置和液压控制系统，离合器的液压控制系统结构复杂、传动效率低且燃油经济性差，因此该种变速器结构简单、体积小、成本低且便于控制；控制过程中只需要电线传输信号即可，电控单元直接控制变速器中离合器的运行状态，线控方式具有系统稳定性高、快速的系统响应、低的系统故障率、高的调节精度和易于使用的复杂控制策略的优点。其次就是该种变速器的换档方式为动力性换档，在换档过程中，两个摩擦片式电磁离合器在滑摩状态下进行结合和分离，使换档过程中动力不中断，而且可以通过设计合理的控制策略达到滑摩功和冲击度的最小值，保证了良好的换档品质。电动汽车用自动变速器的发展趋势2.1国外电动汽车用自动变速器发展趋势Eberleh和Th.Hartkopf（德国Darmstadt科技大学）研究了带有感应电机和双速自动变速器的传动系统，在试验台上进行了模拟和测试，并与固定速比系统进行了比较，结果显示了带有双速自动变速箱的纯电动汽车的潜在优势，并为未来的电动汽车提供了可能的驱动力。荷兰Eindhoven科技大学的T.Hofman和C.H.Dai利用后向模拟比较了配备CVT变速箱与固定速比的纯电动汽车的电动效率，并提出了一种提高能源效率的换挡策略。Sorniotti（意大利）分析了单变速箱和双变速箱对电动汽车的动力性和经济性的影响，并对创新结构的无中断两档变速器进行了换档控制研究.T.Hofman等采用后向模拟方法模拟了在NEDC和FTP75循环条件下配备固定速比和无级变速器的电动汽车的经济性。QinglianRen，D.A.Crolla等的结果显示，在NEDC循环中，与没有变速箱的电动汽车相比，配备CVT和四速变速箱的电动汽车的燃油经济性分别提高了5.28%、4.45%、3.76%和2.71%。H.VAlizadeh等对装有无离合器的两档AMT的电动汽车进行了研究，并利用PWA反馈法对变速器进行控制。2.2国内电动汽车用自动变速器发展趋势国内院校和研究机构，如中国科学院、北京理工大学、吉林大学、重庆大学等都进行了相关研究。北京工业大学的席军强、王雷研究和设计了配备AMT和无离合器AMT的纯电动客车，分析了无离合器AMT的切换过程，并对切换过程进行了评估，提出了通过AMT控制器计算需求转矩的方法，使电机控制器协调控制换档过程，整个换档时间小于1.5s，提高了换档舒适性。叶明、李鑫等研究设计了应用于电动汽车的机电控制无极自动变速器，并开发出搭载该变速器的原型车。吉林大学的顾强、程秀生等研究设计了用于电动汽车的双速双离合器自动变速器，使用粒子群算法来优化换挡过程，并为换挡过程建立协调的控制策略，测试结果显示换挡过程中的打滑现象减少了9%。目前，国内市场上的电动汽车如比亚迪e6和腾势、东风日产启辰晨风、荣威E50、江淮iev4、奔腾BSOev、奇瑞QQ电动版等都是采用单电机和固定传动比的传动装置，2022年3月上市的长安逸动电动汽车采用无极变速箱。结论智能无人驾驶汽车的关键是无人驾驶技术。线控转向技术不仅消除了复杂的机械杆和液压系统，而且也是实现新能源汽车规模化和自主驾驶的关键技术。没有线控技术，自主驾驶就不可能实现，这说明线控技术对自主驾驶非常重要。线控转向技术具有快速、精确的转向功能，提高了汽车的安全性和稳定性；通过减少机械杆的数量，减轻了汽车本身的重量，节约了成本，降低了油耗，符合环保政策。线控转向技术是主流，但许多技术被国外市场垄断，存在"卡脖子"现象，线控转向技术大多涉及非常精密的部件，如电磁阀，难以加工，不可能大规模生产，必须迅速解决的困境。设计上的缺陷和技术上的不成熟，导致近年来许多汽车品牌频繁发生事故和召回。参考文献乔露露,文森淼.智能网联汽车的线控技术研究[J].内燃机与配件,2022(03):239-241.DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2022.03.077.蒋晓琴.在用汽车的智能化改装研究[J].汽车工程师,2021(