EcoCAR2先進車輛傳動系統(tǒng)的設(shè)計驗證

EcoCAR是一項由美國能源部和通用汽車公司聯(lián)合舉辦，由美國阿貢國家實驗室管理的全新大學(xué)生先進汽車工程競賽。EcoCAR2是該競賽進行的第2期，通過對指定車型雪弗蘭邁銳寶進行先進技術(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)的參賽隊將邁銳寶原有的混合動力系統(tǒng)改造為串并混聯(lián)插電式混合動力系統(tǒng)。該參賽隊分別對車輛的機械、熱能、電氣、控制器和中央控制臺進行分析改造，并對改造后的車輛進行了結(jié)構(gòu)完整性分析與驗證。

該參賽隊的設(shè)計思想是將原型車邁銳寶的發(fā)動機替換為兼容E85燃料（85%的酒精混合15%的汽油）的生態(tài)發(fā)動機，并將發(fā)動機所做的功部分傳輸?shù)阶兯倨鳎硪徊糠謧鬏數(shù)叫绿砑拥呐c發(fā)動機相連的發(fā)電機上，并在車輛尾部安裝改進的全輪驅(qū)動副車架。同時，該副車架上安裝一個牽引電機和一個單齒輪傳動裝置。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能系統(tǒng)。

進行實車改裝時，該參賽隊選擇了排量為2.4L的通用LE9發(fā)動機和6T40變速器替換原型車的發(fā)動機和變速器。選擇雷米HVH250-115系列的串激電動機作為后部牽引電機，該電機與博格華納電子驅(qū)動變速橋結(jié)合實現(xiàn)后輪驅(qū)動，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構(gòu)需要進行重新設(shè)計。加裝的儲能系統(tǒng)選擇A123系統(tǒng)公司提供的7模塊15s/ 2p型號的儲能系統(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)計要求，利用有限元方法對各部件橫向和縱向上進行了20g、垂向上進行了8g的載荷分析試驗。此外，對油箱進行了41kPa的內(nèi)部壓力測試，對后橋五連桿機構(gòu)進行了3種特殊載荷下的強度分析，對副車架進行了15種特殊載荷下的強度分析。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，有限元分析方法也驗證了改裝后車輛的安全性。

JohnP.Utleyetal.SAE

2014-01-1926.

編譯：王祥