电驱动总成系统的多目标优化设计方案.docx
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1、电驱动总成系统的多目标优化设计方案目录前言1?自由度提出的挑战1?目标的形成和模式体系2?设计方案3?优化标准4?目标的权重4?查明最佳值5?实例结果5?结论和展望6前言在专门为车辆设计电驱动总成系统时,即使进行微小的调整也会引起系统的显著变化。VitSCO技术公司以EMR3车型驱动桥为例,研究了如何基于模型系统对多目标进行有效优化。自由度提出的挑战近年来,汽车动力总成系统己逐步向电气化发展。汽车电气化的实质就是通过电驱动装置为整车提供动力来源,而电驱动装置通常由1个或多个电机组成。车载电机可由1个变流器供电,再通过1个减速器使电机实现降速增矩。电驱动装置既可作为单独部件存在,也可用于整体式驱
2、动装置,其既能用于混合动力汽车也可用于纯电动汽车。图1所示的EMR3车桥驱动装置已于2019年正式投入使用,目前已从下文所介绍的多目标优化方法中获益匪浅。图1整体式车桥驱动装置将高电压电机、功率电子器件和变速器紧凑地集成在1个壳体中虽然,通常会预先设定电机的最大扭矩、最高功率和工作效率等参数,但是研究人员在设计电驱动装置时仍会保留一定的自由度。变流器为电机供应电流,电机可根据电流输出相应的扭矩,变速器则能将运行工况点移动到具有较高或较低效率的运行范围中,而整个驱动装置的工作能力首先源于各个部件的组合。除了此类要求之外,为了满足结构空间和成本等条件,研究人员须从繁复的系统搭配中选择最佳的配置。目
3、标的形成和模式体系研究人员须对各类设计方案分别进行研究,并得出其设计参数,然后通过设计参数就能实现最佳的产品设计方案。其难点在于,1种特定的配置通常仅适用于1种设计目标,而对于其他目标却并不完全适用。因此,设计过程需尽可能实现多方面的平衡,而该项举措则是通过调整每种目标的权重而实现的。VitScO技术公司对此研究出的模式被称为多目标综合优化(iMCO)(图2)O输出参数效率乍辆等级功率行驶楣环加速时间模拟每种设计方案等等(计算出叁数和篇选标准)奖动方式(RyD/FID)减速比电动机长度目标冲突I建模确定设计方案r系统优化为睚一肿设计方案电动机减速器换流器-确认最佳设计方案R动建模-电动机长度-
4、M速比-IGBTfift-参数做照性分析-转子直役-输入扭矩-等等-等等-等等成开始图2iMCO方法规程的结构(RWD=后轮驱动,FWD=前轮驱动)在基于iMCO模式而开展研究的过程中,研究人员首先通过改变设计参数以确定后续的设计方案。研究人员针对每一种方案建立1个匹配的驱动装置模型,并将其虚拟化地集成到最具代表性的车型上。基于1组特定的行驶循环分别计算出1套完整参数,并通过反复迭代而计算出全部参数,从而得出最佳的配置方案。?.设计方案整体式电动车桥是须进行重点优化的车载系统之一。在该系统中,研究人员应确定该对哪些设计方案进行重点试验研究,并对部件进行合理配置。(1)电机:1台电机具有许多设计
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