Dynamics of a Dual Power-split Transmission Based on Loaded Tooth Contact Analysis

In order to implement the dynamic characteristic of a dual power-split transmission, a dynamic me- chanics model is built. Firstly, according to the method of theoretical analysis of the tooth contact analysis （TCA） and loaded tooth contact analysis （LTCA）, the actual meshing process of each gear pairs is simulated, and the time-varying mesh stiffness excitations are obtained, which can improve the numerical precision. Second- ly, by using the lumped mass method, the bending-torsional coupling three dimensional dynamic model of the dual power-split transmission is established, and the identical dimensionless equations are deduced by elimina- ting the effect of rigid displacement and the method of dimensional normalization. Finally, by the method of the fourth order Runge-Kutta algorithm with variable step lengths, the responses of this system in a frequency domain and time domain are obtained, and the dynamic load change characteristics of each gear pairs are analyzed. The results show that the establishment, solution and analysis of the system dynamics model could provide a basis for the dynamic design, and have an important significance for the dynamic efficiency analysis and dynamic perform- ance optimization design of the dual power-split transmission.

双模功率分流式混合动力汽车传动系统设计

针对双模功率分流式混合动力汽车传动系统的构型,首先,对比分析了单、双模式混合动力系统结构特征及应用范围;然后,结合复合分配式特点,选定3种复合分配式四结点杆模型,通过逆向拆分得到所有可行的复合分配式构型,并根据杆长度和特征参数约束条件,确定构型方案;最后,在此基础上,参考某款车型参数,通过分析输入分配模式、模式切换点和机械点特性确定第3排行星排和离合器位置及结构参数,设计出传动系统构型,为研究双模功率分流式混合动力汽车传动系统提供理论依据。

人字齿功率分流轮系均载仿真研究

均载设计技术是人字齿轮功率分流轮系发挥构型优势的关键技术。为提高人字齿功率分流轮系的均载特性,构建考虑支承刚度、扭转刚度以及齿轮副啮合刚度的静力学模型,剖析出在误差及载荷作用下影响均载特性的主要因素;利用Romax软件建立了含浮动构件、柔性构件、人字齿等结构特征并同时考虑误差、传动系统变形的有限元仿真模型,求解了传动系统的均载系数;研究了偏心误差、同步角、弹性轴扭转刚度、人字齿对称度误差等因素单独作用对均载特性的影响规律,基于正交试验法获得了多因素交互作用对均载特性的影响规律和显著性程度。结果表明,同步角和人字齿对称度误差对均载特性影响显著,弹性轴扭转刚度对均载特性影响次之,偏心误差对均载特性有一定影响。为获得较优的均载特性,设计中应采用较小的弹性轴扭转刚度;传动轴与齿轮连接花键套需采用参数匹配的设计方法,以获得较小的同步角。

一种万能式断路器双钥匙锁的设计及运用

万能式断路器的钥匙锁附件为电力系统的用电安全及节能等方面提供保障。介绍了现有万能式断路器钥匙锁的结构及工作原理,举例说明了其在供电系统中的一些运用场景。在现有钥匙锁的基础上改进设计,提出了一种新结构的双钥匙锁,能在一些电源数量较多且联锁逻辑关系较为复杂供电系统的停电检修、电力调配及防止人员误操作等方面起到重要作用。

基于变形协调的双重功率分流轮系均载特性

针对双重功率分流系统的载荷均匀分布问题,建立了该系统的拟静力学模型,并根据系统构成功率流闭环的特点,推导出了系统的扭转角变形协调条件.将该条件与系统的力矩平衡条件和弹性支撑条件联立,并运用当量啮合误差和等效啮合刚度理论,计算出了各齿轮副传递的扭矩,最终得到了系统的均载系数.文中还从静力学角度分析了各构件安装误差和制造误差对系统功率分流的影响.结果表明,这些误差对系统的均载特性共同起作用,单独减小某一种误差,并不能达到最好的均载效果.

基于承载接触分析的双重功率分流机构均载特性

建立了双重功率分流系统弹性支承下的力学模型。运用轮齿几何接触分析(TCA)和承载接触分析(LTCA)方法对齿轮副实际啮合过程进行仿真,拟合了齿轮副的时变啮合刚度,提高了计算精确度。根据系统构成功率流闭环的特点推导出系统的变形协调条件,并结合力矩平衡方程和弹性支承条件计算各齿轮副传递的扭矩,得到系统的均载系数。讨论了各种误差对系统功率分流的影响,为双重功率分流传动系统的设计提供了参考。

双模式液压机械传动工作特性分析

现有一段式液压机械传动传递功率能力不能满足大功率车辆要求,该文提出一种新型双模式复合分流式液压机械传动方案。结合现有车型,建立了系统的稳态运动学模型,分析了液压机械传动系统的转速特性、转矩特性及功率特性等。该方案综合了两种液压机械传动形式优点,具有良好的起步特性,较佳的功率流特性,扩大了液压元件的工作范围,并且提供了液压机械节能传动的良好平台,其发展前景广阔。

新型功率分流混合动力系统能量管理预测优化

针对新型双模功率分流混合动力系统,为改善拟搭载样车的能量经济性,开发了基于模型预测控制的实时优化能量管理策略并进行了仿真验证。通过分析各动力源在不同工作模式下的转速转矩关系,建立了功率分流系统模型。通过分析该构型方案在不同功率分流模式下的机械点,得到系统效率随传动比的变化关系,并基于发动机稳态燃油消耗特性曲线建立了其数学模型,基于安时积分法建立了动力电池一阶等效模型。根据已有的发动机模型及动力电池模型,建立了功率分流混合动力系统短时域预测模型,预测了有限时域内电池荷电状态及发动机燃油消耗率的变化。最后,基于预测时域内等效燃油消耗最小提出系统在混合动力模式下发动机工作点的最优决策律,并基于该最优决策律开发功率分流混合动力系统模型预测能量管理策略,实现了各动力源转矩的实时最优分配。设置预测时域和控制时域均为3s,新欧洲行驶工况仿真结果表明,该控制策略可实现能量管理的实时滚动优化,其百公里油耗为4.95L,相比于基于规则能量管理策略下的百公里油耗5.364L,可提升整车大约7.7%的燃油经济性。

基于规则的混联式混合动力系统控制策略

为了进一步提高配备混联式液压混合动力的城市公交车的燃油经济性,充分发挥液压混合动力系统高功率密度的优点,该文提出了一种改进的基于规则的控制策略。通过在Matlab/Simulink环境中建立混合动力系统仿真模型,研究基于规则的控制策略在城市客车用混联式液压混合动力系统的适应性、节油效果等。仿真结果表明:采用改进的基于规则的控制策略,配备混联式液压混合动力系统的城市客车可实现23.4%的节油率。

双模功率分流式混合动力系统构型分析

功率分流式双模混合动力系统由输入分配式、输出分配式、复合分配式和串联模式中的两种模式组合来实现。本文中提出一种系统的分析方法对复合分配式和输入分配式组成的双模混合动力系统的构型进行分析。首先利用基于杆模型逆向拆分的分析方法从种类繁多的复合分配式构型中分析得出适用于混合动力车的所有可行构型,并通过将机械点设定在期望的传动比上,得到相应的复合分配式构型。在此构型的基础上,再结合离合器实现输入分配式模式和两个模式的切换,从而确定出双模混合动力系统构型。

功率分流式HEV电机参数动力性最优匹配

为解决功率分流式混合动力汽车在动力工况中受电机工作点制约系统无法同时发挥发动机和电机最大转矩的问题,提出以动力性最优为目标的双模式混合驱动系统电机参数匹配方法.基于双电机的转速、转矩与混合驱动系统的输入输出转速、转矩的关系,提出电机最高转速和峰值转矩的匹配方法.研究系统电功率分流特性与电机工作点的关系以及电机额定转速与电机输出转矩的关系,并提出电机额定转速的匹配方法.结合匹配实例分析两种模式下发动机和电机的工作状态.结果表明:提出的电机参数匹配方法可使系统同时发挥发动机和电机的最大转矩特性,实现了发动机与电机之间最优工作点的匹配,使系统获得最佳的动力特性.

基于电机控制算法的功率分流混合动力汽车引擎优化研究

针对功率分流混合动力汽车的引擎优化问题,文中提出了一种基础电机的控制算法。首先提出了功率分流传动的一般状态方程,并且使用动力学方程确定发动机与电机的转矩和速度之间的关系。控制算法被设计为使得其可以控制MG1和MG2的转矩,以使得发动机能够在最佳工作线上操作。在验证中,使用两个行星齿轮、离合器和制动器来设计双模式动力分流HEV实验台。使用MG1、MG2、用于模拟发动机的电机和电池的PWM转换器进行实验。结果证实,发动机可以在使用本研究中提出的MG1和MG2转矩控制算法的最佳工作线附近运行。

双模行星耦合式油电混合动力系统的参数优化

双模行星耦合式油电混合动力系统由两组或三组行星排构成,通过对离合器的控制实现输入分流式和复合分流式的切换,使得系统在全速比范围内效率较优。文章分析了现有不同类型功率分流式混合动力装置的输出特性与系统匹配参数关系,论证双模行星耦合式混合动力系统的优越性,提出了两种易于结构化实现的系统构型,以杠杆法为基础、以系统效率为优化目标进行了参数化设计。

双中间轴变速器CA10TA190M的设计开发

分析了双中间轴变速器功率分流、齿轮浮动、轴浮动等的特点,阐述了该类型变速器中心距、齿轮承载力的设计理论及优势。在理论研究的基础上,通过变速器中心距确定、载荷谱设计、齿轮设计、轴的布置及设计、轴承及润滑设计、副箱承载能力设计、副箱同步器及主箱换挡滑动齿套设计等,完成了双中间轴变速器CA10TA190M的设计开发。

双模索引辅助广义空间调制系统设计

广义空间调制(Generalized spatial modulation,GSM)技术通过选择部分发射天线来传输信息,该系统由于部分天线保持静默而造成系统传输速率低。为了提高系统的传输速率,将GSM系统的所有发射天线均激活,但该系统在接收端依旧很难恢复出发射信号。为了达到传输速率与系统性能这两方面的平衡,本文提出双模广义空间调制系统,该系统将每时隙发送的信息比特分为索引比特和星座调制比特,利用索引比特将所有发射天线分为两组,将两种可分辨的星座调制符号分别放在两组天线上同时进行发送,在接收端采用最大似然算法(Maximum likelihood,ML)进行检测解调得到发送符号。通过分析与仿真表明,在误比特率为10-3时,双模广义空间调制系统与发射总功率且传输速率均相同的GSM系统和多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)系统相比,前者采用低阶调制方式来最大化星座点间的欧氏距离,将获得约4 dB的增益,后者在接收端可通过功率索引来提升检测算法性能,将获得约2 dB的增益。

风电双分裂变压器半穿越状态下的绕组热点研究与优化

通过运用Magnet和ANSYS Fluent仿真软件对SCSFB11-7400/35风电干式双分裂变压器在半穿越状态下的漏磁场分布、绕组负载损耗和温度场进行仿真和优化,同时通过温升试验验证仿真结果的准确性,最终确定绕组最热点的位置和大小。研究的前提条件主要包括变压器的型号和参数、运行模式、最热点限制、换热器功率、冷却液温和冷却风量要求等方面。研究发现,双分裂变压器在半穿越状态下的最热点温度在低压下绕组的上部、辐向绕组厚度约2/3 (由内往外)处,以及可以适当调整低压导电箔材厚度或/和低压绕组的匝数分布来解决半穿越状态下低压绕组电流分配不均所造成的损耗集中问题,从而改善低压绕组内部最热点温度,满足变压器可靠和安全运行的要求。为风电干式双分裂变压器的最热点确定提供了研究方法和途径,也可以为风电干式双分裂变压器的深入研究应用和现场运行维护提供了依据和指导。

功率分流式双驱动减速机研究

本文提出了功率分流式双驱动减速机设计的整体方案、工作原理。该减速器优化了小车结构布局,实现了双输出同步,使得一个传动分支出现故障后另一个传动分支能独立完成作业,提高了冶金起重机的可靠性。

一种双行星排混合动力客车控制策略

为了实现混合动力客车经济性最优,开展了对双行星排混合动力系统的匹配及控制策略研究,建立了车辆模型和整车控制策略模型,对双行星排混合动力系统匹配、系统性能和控制策略进行仿真分析,并提出了一种基于最优功率分离因子的能量分配策略。在中国典型城市公交工况下,采用该策略较串联插电式经济性提升高于32.8%,且实现了电池SOC动态均衡;采用MG2扭矩补偿法控制车辆工作模式瞬态切换过程,减小了发动机启动时的车辆瞬态冲击,有效改善了整车平顺性和舒适性。

高压串联谐振故障限流器辅助电源的设计

在高压串联谐振限流器中,所有的有源传感器和各个晶闸管触发电路均需要相互隔离的低压电源单独供电,而限流器工作在稳定状态和工作在短路限流状态时,电路中各个节点的电压将发生很大的变化,使在限流器电路内部获取低压辅助电源,并实现高压隔离成为高压串联谐振限流器设计的难题。本文提出了在双分裂电抗器中取能的两种方法,配合蓄电池的应用,为高压串联谐振限流器提供了不受系统停电影响、安全可靠的辅助电源。

赛米控MiniSKiiP系列模块带来功率最大化综述--采用新的芯片和结构实现更高级别功率密度

本文阐述赛米控MiniSKiiP Dual Split MLI提供最强大的基于无基板模块的组串型逆变器设计,可用于1500V DC母线电压,输出功率高达180k W。在针对1500V DC母线电压所优化的第二个版本中,同样的设计将中等功率独立模块化UPS的功率密度提升至150kW。这得益于其简单的装配理念,MiniSKiiP能全面适应新的应用和市场。