电动车AMT换挡规律研究——换挡点计算
电动车AMT换挡规律研究
汽车的换挡规律与其动力传动系统的整体性能密切相关，直接影响到汽车的动力性、经济性和对行驶环境的适应能力。在汽车实际行驶过程中，AMT控制器综合判断汽车当前运行状况、驾驶者意图以及形式环境，确定汽车的最佳运行挡位[23]。
根据自动变速器系统可以实现汽车行驶的最佳动力性和最佳经济性指标，汽车的换挡规律还可以分为最佳动力性和最佳经济性换挡规律。
1 最佳动力性换挡规律确定
最佳动力性换挡规律是以汽车在行驶过程中的动力性能最优为目标而设计的换挡规律，设计原则是充分发挥驱动电机的功率潜力，提高汽车的平均行驶速度。通常采用变速器在相邻挡位时汽车驱动力曲线的交点或者加速度曲线的交点作为汽车在该条件下的动力性换挡点。本文研究的电动车使用加速度曲线的交点作为动力性换挡点。因此选择整车加速度作为目标函数，汽车加速度是车速和加速踏板开度的函数，即：
在某一加速踏板开度下，变速器相邻两个挡位的加速度相等时，即：
驱动电机负荷特性为：
驱动电机转速与汽车车速之间的关系为：
驱动电机部分负荷性曲线如图1所示。
图1 驱动电机部分负荷特性曲线
从式(3)可知，驱动电机的部分负荷性曲线在额定转速之下呈恒转矩输出特性。因此，要确定汽车的最佳动力性换挡规律，不需要考虑驱动电机在额定转速以下的转矩特性，因为此时汽车相邻两挡位的加速度曲线没有交点。
由式(3)可得，在加速踏板开度α下，驱动电机在额定转速以上的输出转矩为：
联立式(4)、(5) 、(6)和(7)可得汽车最佳动力性换挡时的车速关系式为:
根据(8)可以得到最佳动力性换挡时的汽车车速，即最佳相邻两挡位的动力性换挡点。50%加速踏板开度下汽车一挡升二挡的最佳动力性性换挡点如图2所示。
图2 50%加速踏板开度汽车一挡升二挡的最佳动力性性换挡点
对于不同的加速踏板开度和汽车行驶阻力可以得到一系列的换挡点，即最佳动力性换挡规律。电动车的最佳动力性换挡规律如图3所示。
图3 电动车的最佳动力性换挡规律
2 最佳经济性换挡规律确定
动力电池是电动车重要的能量储存设备，驱动电机将动力电池输出的电能转换为机械能驱动汽车正常运行，故驱动电机的运行效率对于汽车的续航里程和动力传动系统效率来说都十分重要。因此本文将驱动电机效率作为设计电动车最佳经济性换挡规律的优化目标。
本文采用图解法来寻求汽车的最佳经济性换挡规律。在某一加速踏板开度下，相邻两个挡位驱动电机效率曲线的交点就是汽车的最佳经济性换挡点。50%加速踏板开度下汽车一挡升二挡的最佳经济性换挡点如图4所示。
图4 50%加速踏板开度下汽车一挡升二挡的最佳经济性换挡点
不同加速踏板开度下的汽车经济性换挡点拟合成曲线就构成了电动车的最佳经济性换挡曲线。电动车的最佳经济性换挡规律如图5所示。
图5 电动车的最佳经济性换挡规律
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