EcoCAR2先進車輛傳動系統的設計驗證

EcoCAR2先進車輛傳動系統的設計驗證

EcoCAR是一項由美國能源部和通用汽車公司聯合舉辦，由美國阿貢國家實驗室管理的全新大學生先進汽車工程競賽。EcoCAR2是該競賽進行的第2期，通過對指定車型雪弗蘭邁銳寶進行先進技術的應用，在保持該車原有性能的基礎上，提升其燃油效率和排放水平。美國田納西大學的參賽隊將邁銳寶原有的混合動力系統改造為串并混聯插電式混合動力系統。該參賽隊分別對車輛的機械、熱能、電氣、控制器和中央控制臺進行分析改造，并對改造后的車輛進行了結構完整性分析與驗證。

該參賽隊的設計思想是將原型車邁銳寶的發動機替換為兼容E85燃料（85%的酒精混合15%的汽油）的生態發動機，并將發動機所做的功部分傳輸到變速器，另一部分傳輸到新添加的與發動機相連的發電機上，并在車輛尾部安裝改進的全輪驅動副車架。同時，該副車架上安裝一個牽引電機和一個單齒輪傳動裝置。為了保證E85燃料的使用，在原型車上安裝了一套燃油供給系統和一個自定義的燃料箱。此外，還在車輛后部行李箱和備用輪胎處安裝了一套儲能系統。

進行實車改裝時，該參賽隊選擇了排量為2.4L的通用LE9發動機和6T40變速器替換原型車的發動機和變速器。選擇雷米HVH250-115系列的串激電動機作為后部牽引電機，該電機與博格華納電子驅動變速橋結合實現后輪驅動，由于新安裝的這兩部分體積比較大，因此選擇別克君越的全輪驅動副車架替代原型車的副車架。由于選用了新的車架，汽車后部做了較大的更改，因而部分結構需要作出相應調整，尤其是后橋五連桿機構需要進行重新設計。加裝的儲能系統選擇A123系統公司提供的7模塊15s/ 2p型號的儲能系統。

為了保證新添加的部件和改裝后的整車結構滿足設計要求，利用有限元方法對各部件橫向和縱向上進行了20g、垂向上進行了8g的載荷分析試驗。此外，對油箱進行了41kPa的內部壓力測試，對后橋五連桿機構進行了3種特殊載荷下的強度分析，對副車架進行了15種特殊載荷下的強度分析。分析結果表明，改裝后的雪弗蘭邁銳寶在保證原型車性能的基礎上，提高了其市場競爭力。同時，有限元分析方法也驗證了改裝后車輛的安全性。

JohnP.Utleyetal.SAE

2014-01-1926.

編譯：王祥