基于COMSOL的混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)瞬態(tài)溫度場(chǎng)研究.pdf

1、面對(duì)全球石油資源日漸枯竭、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重以及國(guó)家法規(guī)對(duì)汽車(chē)排放要求越來(lái)越高的現(xiàn)狀，人類(lèi)必須尋找一條既環(huán)保、節(jié)能，又能繼續(xù)享受汽車(chē)所帶來(lái)的生活便利與社會(huì)快速發(fā)展等好處的道路。由此加速了混合動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。然而由于在純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)關(guān)鍵技術(shù)未取得突破性進(jìn)展情況下，使得混合動(dòng)力汽車(chē)成為當(dāng)今汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的主要方向。
　　動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)是混合動(dòng)力汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部分，它將發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行耦合，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車(chē)所需

2、的多種工作模式，如純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)、輕載充電和再生制動(dòng)等，其性能對(duì)整車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性及排放性有直接影響，是混合動(dòng)力汽車(chē)成功開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。
　　目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的研究主要集中在動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模式切換控制等方面，而對(duì)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)整體溫度場(chǎng)分布研究較少。動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中產(chǎn)生熱量，造成溫度升高，溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致離合器和電機(jī)工作失效和損害，從而影響動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的工作性能以及整車(chē)性能。

3、因此，對(duì)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度分布進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本文以重度混合動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，根據(jù)混合動(dòng)力汽車(chē)不同工作模式，對(duì)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度場(chǎng)進(jìn)行了建模與仿真分析，得到了溫度場(chǎng)分布規(guī)律；并對(duì)風(fēng)冷ISG(Integrated Starter and Generator)電機(jī)溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析與試驗(yàn)驗(yàn)證。具體研究體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　?。?）介紹了混合動(dòng)力汽車(chē)及動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)在混合動(dòng)力汽車(chē)中的功能作用和分類(lèi)，分析了動(dòng)力

4、耦合機(jī)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，介紹了國(guó)內(nèi)外對(duì)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度場(chǎng)的研究現(xiàn)狀。
　?。?）分析了動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)在車(chē)輛純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)等不同工作模式下的工作狀態(tài)及熱源情況。由于混合動(dòng)力汽車(chē)工作模式眾多，本文只選取了純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)以及電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)這3種典型工作模式下動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)發(fā)熱情況，并對(duì)此3種情況下動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算分析。
　?。?）結(jié)合動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)實(shí)際結(jié)構(gòu)，建立了基于PROE的動(dòng)力耦

5、合機(jī)構(gòu)三維模型，運(yùn)用傳熱學(xué)理論計(jì)算了動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)熱源、對(duì)流換熱系數(shù)、熱流密度等相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)，建立了COMSOL環(huán)境下的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度場(chǎng)仿真計(jì)算模型，進(jìn)行仿真計(jì)算，得出了動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度場(chǎng)分布。在純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)工作模式和不同冷卻液流量下，對(duì)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)溫度場(chǎng)進(jìn)行了仿真計(jì)算，分析了冷卻液流量對(duì)溫度場(chǎng)的影響。
　?。?）以動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)中風(fēng)冷ISG電機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其在混合動(dòng)力汽車(chē)純電動(dòng)工作模式下額定工作狀態(tài)和峰值工作狀態(tài)時(shí)的溫度場(chǎng)進(jìn)行了