基于雙排永磁式行星齒輪的混合動力驅動系統(tǒng)的設計與分析.pdf

1、近年來，能源問題和環(huán)境污染日益突出，節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟等已成為實現(xiàn)國家可持續(xù)性發(fā)展的重要舉措之一?；旌蟿恿ζ?，在保持傳統(tǒng)汽車特點的同時，具有能優(yōu)化車輛的動態(tài)性能、有效提高燃油效率、大大降低廢氣排放等優(yōu)點，受到了世界汽車巨頭和國內外相關領域學者的廣泛關注和高度重視。作為混合動力汽車的核心部件之一，混合動力耦合系統(tǒng)通常被用來獲得實現(xiàn)發(fā)動機和電機兩種動力源的動力合成和能量傳輸。傳統(tǒng)的機械行星齒輪應用于混合動力耦合系統(tǒng)，具有噪聲大、維護成本高

2、、易磨損等固有缺點，因此研究新型高性能永磁式行星齒輪成為混合動力驅動系統(tǒng)的研究熱點之一。本文針對混合動力汽車多工況運行特點，提出了一種采用雙永磁行星齒輪排的新型混合動力驅動系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過前后排永磁行星齒輪的配合，理論上不僅能夠實現(xiàn)無級變速而且能夠保持發(fā)動機工作在最佳工作區(qū)域，具有高功率密度、高效率、低損耗、免維護等優(yōu)點，在混合動力驅動系統(tǒng)中存在一定的研究和應用前景。
　　本文首先介紹了混合動力驅動系統(tǒng)的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀，對以行

3、星齒輪機構為主要部件的混合動力驅動系統(tǒng)進行分析闡述，在雙排行星齒輪和永磁式行星齒輪的基礎上提出了雙排永磁式行星齒輪(Dual Magnetic-planetary-gear Permanent Magnet Machine，DMPGPM)混合動力驅動系統(tǒng)。
　　其次，詳細介紹了DMPGPM混合動力驅動系統(tǒng)的結構，重點分析了DMPGPM混合動力驅動系統(tǒng)中的核心部件—永磁式行星齒輪的運行原理，采用杠桿原理分析法分析了該系統(tǒng)不同工況下的

4、連接方式且給出轉速轉矩計算方法。
　　建立了DMPGPM混合動力驅動系統(tǒng)的數(shù)學模型，針對不同的典型工況，給出了系統(tǒng)具體連接方式和能量傳遞路線圖。基于Matlab軟件，建立了DMPGPM混合動力驅動系統(tǒng)級仿真模型，并從不同工況出發(fā)對模型進行仿真并分析結果。
　　最后，搭建了DMPGPM混合動力驅動系統(tǒng)實驗平臺，對其工況原理進行了模擬實驗分析，包括原動機單獨驅動、純電動驅動和混合動力驅動，實驗結果驗證了DMPGPM混合動力驅動系