電機傳動系統的案例
動力性與電機傳動系統– 矢量控制4驅
動力性與電機傳動系統– 矢量控制4驅
劉義：集成電機與變速箱是未來新能源商用車動力傳動系統的理想解決方案
我們對比過很多技術路線，因為新能源一般是電機代替了發動機，或者做混動的時候需要跟電機進行耦合。目前市面上的商用車都比較簡單，直接用電機代替了發動機，這個雖然簡單，但會帶來很多問題。驅動電機+自動變速箱的模式，可以有效的規避一些問題。高速電機+減速器的使用范圍要窄一些，比較好的路況會采取這種方案。輪邊電機驅動橋，我們看到奔馳的城市專用車輛18噸車也采用了這種技術路線，對于城市路況較好的是一種良好解決方案。輪轂電機，這個技術雖然有研究和探討，但是真正在市面上運行的產品還暫時沒有?；旌蟿恿υ谖覀儑业奈髂衔鞅钡纫恍┨厥鈪^域，在有坡道的地方對于商用車來說會有使用需求。
純電輕卡變速箱是我們的強項，通過這些年的努力，做到性價比、可靠性最優化，滿足用戶需求。我們在通過變速箱和電機結合來做動力總成方面做了很多工作，能夠滿足各種工況使用。用戶在深圳使用了幾十臺車都反映效果很好，運營里程能夠提升20%以上，這是電機和變速箱做了很好的能量優化，使電機始終在高效區域工作，動力性也有很好的表現。純電重卡也是跟電機匹配的，也有很好的應用案例。
3.新能源商用車動力傳動系統發展規劃
下一步我們的重點還是發展電機+AMT，有2檔AMT、4檔AMT、6檔AMT，適應各種不同工況需要。同時，我們也為商用車將來在混動方面的技術路線做了積極探討。綜合上面的一些長期做的工作來說，我們認為將來電機跟變速箱的集成，針對不同工況情況下，使用不同的檔位有不同的需求，這是在商用車的動力總成方面，我們目前認為比較理想的解決方案，我們也會在這個方向上從事各種關鍵技術的研究，為客戶提供一個比較好的產品。
展開 MBSE產品模型架構應用：基于模型的系統工程 (MBSE) 在汽車傳動系統子系統架構中的應用
Presented By: Robert Kraus, George Papaioannou and Arun Sivan
簡介與概要
當前狀態：當今的汽車傳動系統工程過程是“基于文檔的”
● 復雜的系統需求和規范通過大量電子數據進行溝通
● 經常導致要求不完整或相互沖突
● 低效、冗余、容易出錯
● 運行變更會引入潛在問題
摘要：
● 獲得并解構現有的傳動系統方法和選型工具
● 確定了在傳動系統工程中改進需求可追溯性的需求
● 使用SysML創建詳細的傳動系統模型來應用MBSE的概念
● 為選型計算添加了參數約束
● 交付功能MBSE模型作為概念證明
傳動系統定義和概念
架構：
● 傳動系統系統將動力系統輸出連接到驅動輪
● 主要功能是將驅動扭矩從動力系統傳遞到地面（車輪）
● 驅動系統子類型，例如 FWD、RWD、AWD 在 SysML 中被視為泛化
組件：
● 驅動軸/半軸 - 將扭矩傳遞到前/后或左/右
● 車軸 - 將驅動軸扭矩倍增并引導至車輪
● 附件 - 分動箱、PTU、斷開裝置、U 形接頭、CV 接頭、撓性耦合器
選型：
● 每個組件、系統和子系統的設計優化是主要目標
● 選型工具將輸入數據轉換為所有車輛變化的扭矩輸出，并使用行業標準方程和一些校正因子。
系統工程概念
V 模型：
○ 頂層需求被分解為子系統和組件級別，每個級別都有一個特定的驗證計劃，從 V 的左側向下流動并在右側返回。
展開 電機渦輪蝸桿傳動機構仿真分析
存在問題：隨著汽車行業的發展，電動機越來越受到汽車制造商的重視，不僅要求電機質量輕，體積小，且壽命要求更長。渦輪在高速運轉下出現輪轂處出現破損失效，找到使用中渦輪應力集中位置，然后針對大應力區進行幾何優化，對于設計渦輪結構有一定的參考價值。
分析步驟：首先建立渦輪蝸桿三維模型，并按照中心距完成裝配。導入ansys workbench，之后定義運動副，在蝸輪蝸桿之間定義動力碰撞接觸力，并在驅動件蝸桿上施加轉速驅動。由于是剛體模型，在進行模擬時需要施加負載，因此在渦輪上添加一個恒定的靜態負載。
圖1 總變形量
圖2 總加速度
永磁同步電機控制系統仿真 附電力電子、電機控制系統的建模和仿真下載
下載地址：電力電子、電機控制系統的建模和仿真
開發一種 Orbitless 電動汽車主減系統 附機械傳動系統Romax Designer建模、分析
低 NVH、高傳動效率、低成本、足夠的可靠性是一款高質量動力總成必不可少的素質。
Romax Technology 已經在汽車傳動領域建立了良好的聲譽，擅長虛擬樣機、分析仿真、電動化傳動系統開發等領域。本項中的挑戰在于，Orbitless 傳動的結構和參數是否可在 Romax 仿真平臺中進行建模，完成分析和技術，并給出準確、可信的分析結果。
目標和分工
此項目有效地證明，從系統級角度對電驅傳動系統進行建模與分析更加能夠降低開發風險、加速產品應用周期。項目合作伙伴也是經過仔細挑選，皆是有所長：Orbitless 傳動公司，是項目經理公司，領導整個項目，提供傳動系統的知識產權、原始理論計算和設計輔助；利納馬公司，負責齒輪箱的制造；Romax Technology，負責軟件平臺仿真、機電系統工程設計等；NRC-IRAP 為項目提供啟動資金支持，使得項目能夠順利進行。
本項目對一級電驅傳動鏈創建了完整的系統級設計和分析，適用于 16000rpm 轉的高速電機，項目中對 Orbitless 傳動的 NVH 性能進行了分析，從而獲得其優勢性能。項目中決定采用試驗臺與驅動電機對比的方法來進行，可更加清晰地分析出 Orbitless 傳動獨立的性能和優勢。項目中還需要設計一個傳統的行星輪傳動系統，以對比 Orbitless 傳動和傳統行星傳動的優劣勢等。
圖
3:
概念設計
- 1
級
Orbitless
傳動結構
設計和分析流程
整個項目團隊系統地評估和對比不同的設計，以分析軸承性能、齒輪錯位量來獲得最小的傳動誤差和最高的傳動效率。在開發過程中，團隊做了一些設計決策，以優化 NVH 性能為主要方向，不是支持更大的扭矩能力。
展開 基于Actran針對傳動系統噪聲的仿真方案
01
傳動系統噪聲特點及描述方式
傳動系統噪聲特點
? 傳動系統的噪聲主要包含嘯叫噪聲與敲擊噪聲
? Whine
at lower rpm (1000-2500 rpm)
? Rattle
at higher rpm (>2500 rpm)
? 舉例：上圖為FORD某發動機由于平衡軸 齒輪嚙合產生的噪聲瀑布圖：
– 嘯叫（whine）主要由旋轉運動的階次產生。對于此款機型，低轉速嘯叫現象較明顯。
– 敲擊噪聲（rattle）主要由一些較隨機的齒間碰撞產生，在此款機型上高轉速敲擊噪聲較明顯。
振動噪聲的時域描述與頻域描述
? 振動噪聲最原始的描述為時域描述，如上圖，振動加速度信號，或麥克風記錄的聲壓信號。
? 時域上的振動或聲壓均為實數，記錄脈動信號
在平均值上下快速的變化。
? 時域信號通過信號處理，可以轉換為頻域結果。此轉換的基本原理為傅里葉變換。如上圖，將以上時域信號進行時間上的分段，并進行傅里葉變換，可以得到每個時間段的頻譜，并組合
成瀑布圖。
? 頻域上的結果為復數，包含實部、虛部，或幅值、相位信息。聲壓級或聲功率級（dB）等概念均為頻率上描述。
振動噪聲的頻域諧波描述
? 計算傳動系統的專用軟件工具經常使用頻域諧波（harmonic）的方式描述產品的動力學特性。
? 此種方式的優點在于計算快速，描述清晰，僅關注諧波成分。
? 此方法局限在于非諧波成分響應完全為零，即非產品固有階次部分的數值結果為零。
展開 扭矩測量 | 傳動系統測量扭矩的方法
直接測量法
通過直接對傳動系統進行扭矩測量，獲得扭矩信號。通常，扭矩法蘭為非接觸式信號傳輸, 例如T12數字扭矩傳感器，或T40B扭矩傳感器。
直接測量法具有很多技術優勢：
HBK研發的法蘭技術，以極短的設計為特點，可輕松將高品質扭矩傳感器集成到試驗臺中。
其他的優勢包括高精度扭矩測量，以及能夠測量極高的轉速。
間接測量法
通過測量傳動系統中的電機功率，或是通過測量反作用力來間接測定扭矩。
現代測試測量設備可輕松測定電機的電功率和轉速。然而，在計算扭矩時，由于功率損耗和設備的操作狀態也被包含在計算過程中，會引起較大的誤差和測量不確定性，且標定非常困難。
圖1 采用力傳感器進行反作用扭矩測量
反作用力測量也可用于扭矩的間接測定。施加到杠桿臂端的力可以采用力傳感器測量。通過對驅動系中一些輔助量的測量即可計算出扭矩，例如，通過軸扭轉產生的應變或是軸扭轉的角度的測定也可計算出扭矩。
圖2 反作用扭矩測量/測功機
間接測定的缺點
基于力傳感器的扭矩測量
通過力傳感器（如自校準制動，圖1）利用反作用力扭矩測量來確定扭矩，需要復雜的機械結構。需考慮以下干擾效應，否則可能導致測量誤差：
自校準制動隨時間產生的性能波動。
溫度變化導致杠桿臂膨脹。
此外，由于涉及較大質量（實際上相當于 “機械低通濾波器”，圖2），該方法不適合動態測試。
基于輔助量的測量
當使用應變、轉角等輔助量確定待測扭矩時，必須考慮以下個體誤差：
軸直徑和輸入軸長度的公差導致的誤差。
轉角測量誤差。
此外，應用這些測量方法時，溫度補償只能部分地減少測量誤差，無法完全消除。
展開 Romax — 傳動系統設計仿真工具
機電傳動系統一體化設計和分析
機電一體化整體設計方法可以實現：
? 在概念設計階段進行機電一體化的整體設計
? 獲得動力傳動系統在齒輪和電機激勵下的NVH 響應
? 對機電一體化系統進行優化改進
? 經緯恒潤提供傳動系統解決方案
? 傳動系統概念階段構型設計-詳細設計-校核驗證全過程解決方案
? 傳動系統效率、耐久性、NVH（嘯叫 / 敲擊等）綜合性能評估與優化
? 同步器設計與換擋性能優化
? 變速箱熱管理
? 潤滑/冷卻系統設計與攪油仿真分析
經緯恒潤
北京市海淀區知春路7號致真大廈D座6層
電話：010-64840808
郵箱：market_dept@hirain.com
網址：www.hirain.com
展開 新能源動力傳動系統NVH性能開發
中國汽車技術研究中心 汽車工程研究院 CATARC AERI
1 動力傳動系NVH問題與特征
2 動力傳動系NVH試驗技術
3 動力傳動系NVH仿真技術
4 動力傳動系NVH控制技術發展趨勢
一碼不掃，
可以掃天下？
純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
因此，人群搜索優化算法在汽車傳動系統參數匹配優化中具有良好的實用性。
新能源動力傳動系統NVH
汽車NVH特性的研究應該以整車作為研究對象， 但由于汽車系統極為復雜，因此，經常將它分解成多個子系統進行研究，如發動機子系統(包括動力傳動系統)、底盤子系統(主要包括懸架系統)、車身子系統等。
——Noise、Vibration、Harshness
1.動力傳動系NVH問題與特征
Powertrain NVH Issues and Characteristic
2.動力傳動系NVH試驗技術
Powertrain NVH Testing Technology
3.動力傳動系NVH仿真技術
Powertrain NVH Simulation Technology
4.動力傳動系NVH控制技術發展趨勢
Trend of Powertrain NVH Control Technology
總結
1. 新能源動力傳動系NVH試驗技術
? 應重視動力傳動系NVH臺架試驗的重要性
?早發現、早識別動力傳動系NVH問題
? 匹配標定對于NVH性能影響突顯
2.
展開 動力傳動系統仿真測試解決方案
、電磁閥、滑閥、氣缸/液壓缸等豐富執行元件
? 支持根據需求進行的機械、液壓、氣壓傳動執行系統組合仿真
? 支持機械系統動作故障、液壓/氣壓系統執行故障等仿真
? 支持電控系統通訊、診斷、電氣故障、驅動執行等閉環功能驗證
應用案例
經緯恒潤具有近百個動力系統HIL項目開發與實施案例。
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
圓柱齒輪傳動CAD系統的建模與控制
華南理工大學學報(自然科學版)-2001年 07期-圓柱齒輪傳動CAD系統的建模與控制
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華南理工大學學報(自然科學版)-2001年 07期-圓柱齒輪傳動CAD系統的建模與控制.pdf
