[发明专利]一种用于电动汽车动力总成构型的分析方法

说明书

本发明涉及一种用于电动汽车动力总成构型的分析方法，属于新能源汽车动力总成部件技术领域。该方法包括：动力总成构型生成搜索方法，动力总成构型的工作模式集合建立方法，动力总成构型的拓扑结构池建立方法，动力总成构型的性能分析方法。本发明缩短了构型的可行性判断的时间，降低了性能分析的计算量，从而解决动力总成构型性能分析时间成本高等问题。

技术领域

本发明属于新能源汽车动力总成部件技术领域，涉及一种用于电动汽车动力总成构型的分析方法。

背景技术

电动汽车包含蓄电池纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车三种类型，前两者由一个或多个电动机进行单独或联合驱动，目前主要有单电机集成式、双电机耦合式和多电机分布式三种电驱动系统，后者由内燃机和一个或两个电动机进行单独或联合驱动驱动，目前主要有单电机并联式、双电机串联式、双电机混联式和双电机功率分流式混合动力系统四种类型。在以上七种驱动系统中，双电机耦合式电驱动系统具有节能潜力大和高效运行区广等特点，具有良好的发展前景，单电机并联式混合动力系统具有布置简单和生产继承性好等特点，被大量汽车制造商所采用。这两种系统的特点是需要设计合适的动力总成，实现不同动力源间功率的合理分配，从而降低电动汽车的行驶油/电耗和提高加速性能，因此，电动汽车动力总成构型设计成为了新能源汽车的一个重要研究领域。在已有研究中，虽然提出了几种具有较优经济性能的动力总成，但是并没有提出对动力总成构型进行穷举搜索和性能分析方法，因此不能发现其余的性能优异的动力总成，同时，在进行构型的穷举搜索和分析时，将面临计算量大和时间成本高等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于电动汽车动力总成构型的分析方法，可分析采用单动力源或双动力源的纯电动汽车以及采用双动力源的混合动力电动汽车的动力总成的构型方案，为动力总成构型方案的搜索和分析提供一种系统化的分析流程。此外，通过提出工作模式集合、拓扑结构池和构型图谱的建立方法，缩短了构型的可行性判断的时间，降低了性能分析的计算量，从而解决动力总成构型性能分析时间成本高等问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于电动汽车动力总成构型的分析方法，具体包括：

S1：动力总成构型的生成搜索方法：利用动力总成构型的表达和穷举搜索方法，获得满足系统零部件数量约束条件的所有动力总成构型方案，并根据机械结构约束条件，对动力总成构型方案进行初步筛选；

S2：动力总成构型的工作模式集合的建立方法：利用动力总成系统工作模式的动力学方程分析方法，对具有最多数量执行机构的“理想”动力总成构型的工作模式进行分析，并根据系统的功率流等特性，建立工作模式集合；

S3：动力总成构型的拓扑结构池的建立方法：结合穷举搜索方法获得的构型的数学信息，获得各动力总成构型方案的工作模式组成情况，判断构型方案的可行性，并建立动力总成的拓扑结构池及相应的构型图谱；

S4：建立动力总成构型的性能分析方法：对拓扑结构池中元素的性能进行仿真分析，获得满足性能指标的动力总成拓扑结构；根据动力总成的构型图谱，获得满足所有约束条件的动力总成构型。

进一步，本发明所述分析方法适用于采用单动力源或双动力源的纯电动汽车以及采用双动力源的混合动力电动汽车。当研究对象为单动力源或双动力源的纯电动汽车时，系统的动力源为一个或两个电动机，系统的动力传递/耦合机构可为多种类型，如由一个单级减速器组成，由一个自动变速器组成，由行星齿轮机构组成，系统的执行机构为若干个离合器和/或制动器和/或同步器。当研究对象为双动力源混合动力电动汽车时，系统的动力源为一个传统内燃机和一个电动机，系统的动力耦合机构可为多种类型，如由行星齿轮机构组成，由一个自动变速器组成，由行星齿轮机构和自动变速器组成，系统的执行机构为若干个离合器和/或制动器和/或同步器。

动力总成构型定义为动力系统的零部件的布置形式和相对位置。