電動汽車多檔AMT經濟性換檔策略的研究

蔣樹勛 林中蔚

摘 ?要：該文針對電動汽車多檔變速箱換檔策略，提出一種以動力及傳動部件試驗數據為基礎，以最高能量效率為目標的策略。通過傳動系統部件性能、電機效率的萬有特性試驗數據，建立數學模型;以不同車速、不同牽引力、在不同工作檔位上的系統效率，進行匹配計算，以能量效率最高為目標，得到的換檔規律，作為換檔策略，顯著改善整車經濟性能。

關鍵詞：純電動汽車;經濟性;變速箱;換擋策略

中圖分類號：U462 ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

經濟性體現整車能耗水平，是汽車先進性能的體現，是受市場及客戶關注度高的技術指標。在總質量較大的商用車領域的多檔變速傳動的換檔策略，對純電動汽車能耗影響大，目前已有大量的研究。

在換擋規律的策略研究方面，建立汽車傳動系統數值模型，制定換擋規律，對純電動汽車模型進行仿真，有的還進行了相關的變速箱臺架試驗驗證。受制于數學模型的定性描述，參數偏差大，換檔規律盡管經過多次標定，工況變化后，效果大多不理想。

基于大量工程實踐，對驅動橋、變速箱各檔、電機和電機控制器進行效率特性試驗，建立萬有特性曲線模型，通過分析計算，不同車速、不同牽引力、在不同檔位上的系統總效率，以符合電機工作范圍，能量效率最高的檔位作為目標檔位，匯總不同車速、牽引力下的效率最高的檔位譜，在此基礎上制定換檔策略。此方法計算工作量大，需要通過分析清除部分無效數據。

該換檔策略創新點在于，通過此方法獲得的經濟性換檔策略，在總成性能數據的基礎上，只需要對傳動鏈標定，標定后的策略工況適應性高，根據車速和牽引力，懸置合理的檔位，既可以跳檔，也可以順序換檔，提高換檔平順性。

1 經濟性換檔策略

首先通過試驗獲得驅動橋傳動萬有特性試驗數據，變速箱各檔位傳動萬有特性數據，電機及控制器的效率萬有特性試驗數據。

1.1 變速箱輸出扭矩

將車速V和驅動牽引扭矩T0作為輸入，通過驅動橋MAP數據通過插值法算出AMT輸出扭矩T1。以車速V為橫坐標，驅動牽引扭矩T縱坐標。通過插值法能計算出任意牽引扭矩和在不同車速下的效率f0。

1.6 制定最佳效率檔位譜

按照同樣的方式，在不同的驅動牽引扭矩T0， 重復以上過程，最終形成車速、驅動牽引力下的，效率最高的檔位數據組，該數據組對應的MAP圖如圖1所示。

1.7 經濟性換檔策略

利用車速-牽引力-檔位MAP圖數據，在任意車速、驅動牽引力下，以效率最高的檔位作為目標檔位，以此建立經濟性換檔策略。

用同樣的方法，可以獲得能量回收工況，以車速、回收驅動力下的，效率最高的檔位數據組，作為目標檔位，以此建立能量回收的經濟性換檔策略。

2 仿真及試驗驗證

2.1 仿真對比驗證

以某型6 t純電動物流車，通過試驗獲得變速箱、電機、電機控制性能參數。建立整車動力學參數，通過分析得到最佳經濟性檔位MAP數據，循環工況選取C-WTVC的市區工況（在驅動橋的臺架數據里缺少5 km以下的數據，分析省略了5 km以下的數據，同時利用了試驗滑行數據），從結果對比來看，通過該文方法獲得的經濟性換檔策略比常規按照車速與油門踏板確定的換檔策略，電耗降低3.4%。

C-WTVC的市區工況，經濟性策略效率圖譜和一般策略效率圖譜，經濟性效率圖譜，高效區更集中，如圖2和圖3所示。

2.2 試驗驗證

先對試驗樣車進行磨合，同時通過滑行獲得車輛道路阻力數據。

在重型轉轂上，采用原有策略，按照GB/T 18386進行C-WTVC的市區工況試驗，百公里電耗是41.6 kW·h。

同樣車輛在重型轉轂采用經濟性換檔策略，按照GB/T 18386進行C-WTVC的市區工況試驗，百公里電耗是40.3 kW·h。

對比仿真和試驗結果來看，經濟性換檔車輛電耗降低均在3%以上，取得了較好的效果。

4 結語

通過該方法獲得的經濟性換檔策略，動力傳動系統效率高，同時電機經常工作在高效區發熱少，可靠性也能得到提升。同理，該方法也可以用于傳動內燃及多檔AMT變速箱的換檔策略研究中。

參考文獻

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