EcoCAR2先進(jìn)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證

EcoCAR是一項(xiàng)由美國能源部和通用汽車公司聯(lián)合舉辦，由美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室管理的全新大學(xué)生先進(jìn)汽車工程競賽。EcoCAR2是該競賽進(jìn)行的第2期，通過對(duì)指定車型雪弗蘭邁銳寶進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在保持該車原有性能的基礎(chǔ)上，提升其燃油效率和排放水平。美國田納西大學(xué)的參賽隊(duì)將邁銳寶原有的混合動(dòng)力系統(tǒng)改造為串并混聯(lián)插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)。該參賽隊(duì)分別對(duì)車輛的機(jī)械、熱能、電氣、控制器和中央控制臺(tái)進(jìn)行分析改造，并對(duì)改造后的車輛進(jìn)行了結(jié)構(gòu)完整性分析與驗(yàn)證。

該參賽隊(duì)的設(shè)計(jì)思想是將原型車邁銳寶的發(fā)動(dòng)機(jī)替換為兼容E85燃料（85%的酒精混合15%的汽油）的生態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)，并將發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功部分傳輸?shù)阶兯倨鳎硪徊糠謧鬏數(shù)叫绿砑拥呐c發(fā)動(dòng)機(jī)相連的發(fā)電機(jī)上，并在車輛尾部安裝改進(jìn)的全輪驅(qū)動(dòng)副車架。同時(shí)，該副車架上安裝一個(gè)牽引電機(jī)和一個(gè)單齒輪傳動(dòng)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(tǒng)和一個(gè)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(chǔ)能系統(tǒng)。

進(jìn)行實(shí)車改裝時(shí)，該參賽隊(duì)選擇了排量為2.4L的通用LE9發(fā)動(dòng)機(jī)和6T40變速器替換原型車的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器。選擇雷米HVH250-115系列的串激電動(dòng)機(jī)作為后部牽引電機(jī)，該電機(jī)與博格華納電子驅(qū)動(dòng)變速橋結(jié)合實(shí)現(xiàn)后輪驅(qū)動(dòng)，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(qū)動(dòng)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(jié)構(gòu)需要作出相應(yīng)調(diào)整，尤其是后橋五連桿機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。加裝的儲(chǔ)能系統(tǒng)選擇A123系統(tǒng)公司提供的7模塊15s/ 2p型號(hào)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

為了保證新添加的部件和改裝后的整車結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求，利用有限元方法對(duì)各部件橫向和縱向上進(jìn)行了20g、垂向上進(jìn)行了8g的載荷分析試驗(yàn)。此外，對(duì)油箱進(jìn)行了41kPa的內(nèi)部壓力測試，對(duì)后橋五連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了3種特殊載荷下的強(qiáng)度分析，對(duì)副車架進(jìn)行了15種特殊載荷下的強(qiáng)度分析。分析結(jié)果表明，改裝后的雪弗蘭邁銳寶在保證原型車性能的基礎(chǔ)上，提高了其市場競爭力。同時(shí)，有限元分析方法也驗(yàn)證了改裝后車輛的安全性。

JohnP.Utleyetal.SAE

2014-01-1926.

編譯：王祥