[發明專利]小型功率分流傳動系統全構型優化選型方法

有效

• 申請號: 202111567680.1
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114239179B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 李青濤;譚蕓穎;梁麗;王霜;廖敏;劉圣楨
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/06
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

本發明公開了一種小型功率分流傳動系統全構型優化選型方法，所述方法包括：基于優化目標，對不同小型功率分流傳動系統的構型的多個被選參數進行多目標優化，進而獲得每個構型下的最優目標參數組合；對目標參數按設計需求進行分類，設置每個參數類的最優選型標準，將所述每個構型下的最優目標參數組合中的每個最優目標參數按順序與所述最優選型標準進行對比，篩選出全部最優目標參數滿足所述最優選型標準的方案。本發明先進行了全傳動構型的多指標的優化，其后再進行各方案之間的選型，避免了合適的構型被忽略的問題。

技術領域

本發明涉及功率分流方案的選型方法的技術領域。

背景技術

常見的功率分流傳動系統由無級變速路徑、機械路徑和分流匯流機構組成，通過在兩條傳動路徑之間合理分配傳遞的功率，整個系統可以獲得相對較高的傳動效率，同時擁有無級變速的能力和較寬的速比變化范圍。

功率分流的核心技術在于匹配，在設計選型中通過對機構和元件的參數進行設計和有機組合，可以使功率分流傳動系統擁有不同的目標特性，包括寬速比、高效率、高輸出扭矩等。無論無級變速路徑是液壓式還是電動式，都希望盡量用小扭矩馬達獲得較大的系統輸出扭矩。一方面，液壓式無級變速路徑提高扭矩的關鍵在于提升油壓，而高油壓是諸多國家面臨的技術難關；另一方面，電動式無級變速路徑的關鍵在于調速電機，而為了滿足小型化的需求，電機的發展趨勢為高速低扭矩。因此功率分流傳動系統用小扭矩的馬達獲得較大的輸出扭矩具有應用價值。另外，由于農用機械領域由于作業工況復雜，對驅動輪驅動力和行駛速度提出了更高的要求，因此對傳動系統的目標特性要求主要體現在擁有較寬的速比范圍和較大的輸出扭矩。但從已有的研究中可以看出，寬速比和高扭矩是相互矛盾的，因此在設計功率分流傳動系統時，找到和實際需求相匹配的最優功率分流方案是十分重要的。

現有技術中的一些匹配方法如：

一種雙模功率分流式混合動力系統的參數匹配方法，其基本步驟包括：(1)進行效率計算與模式切換條件確定：計算輸入功率分流模式和復合功率分流模式下各部件的轉速轉矩關系式，根據以上關系式，計算輸入功率分流模式和復合功率分流模式下系統傳遞效率，以效率最優為目標，將輸入功率分流模式和復合功率分流模式的效率進行對比，確定控制策略的模式切換條件；(2)發動機選型：發動機主要滿足最高車速時的功率、最大爬坡度時的功率和附件功率，根據計算得到的最大功率，選擇合適的發動機產品及參數；(3)電機選型：發動機產品及參數確定之后，根據動力性指標、工況要求、模式切換條件以及控制策略選定第一電機參數和第二電機參數；(4)電池選型：電池功率需要滿足驅動工況需求，電池容量根據電池容量與電池最大放電倍率、電池功率、電池電壓關系確定；(5)匹配結果驗證：利用前向仿真模型分別對整車動力性能與經濟性能進行匹配結果驗證。

該方法具有以下一些缺陷：其只匹配并優化了參數，沒有對功率分流方案進行選型，可能會忽略掉可以達到目的的更優傳動構型；其只以效率最優為目標，未考慮速比變化范圍和扭矩，非多目標優化；其沒有解決寬速比與高扭矩的矛盾；其為在控制策略的模式切換條件確定的情況下，對發動機、電機、電池進行選型的，未比對所有控制策略的模式切換條件的最優狀態等。