基于COMSOL的混合動力汽車動力耦合機構瞬態(tài)溫度場研究.pdf

1、面對全球石油資源日漸枯竭、環(huán)境污染日趨嚴重以及國家法規(guī)對汽車排放要求越來越高的現(xiàn)狀，人類必須尋找一條既環(huán)保、節(jié)能，又能繼續(xù)享受汽車所帶來的生活便利與社會快速發(fā)展等好處的道路。由此加速了混合動力汽車和純電動汽車的發(fā)展。然而由于在純電動汽車和燃料電池汽車關鍵技術未取得突破性進展情況下，使得混合動力汽車成為當今汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向。
　　動力耦合機構是混合動力汽車傳動系統(tǒng)的核心部分，它將發(fā)動機和電機的動力進行耦合，實現(xiàn)混合動力汽車所需

2、的多種工作模式，如純電動驅動、發(fā)動機單獨驅動、混合驅動、輕載充電和再生制動等，其性能對整車動力性、燃油經濟性及排放性有直接影響，是混合動力汽車成功開發(fā)的關鍵。
　　目前，國內外對混合動力汽車動力耦合機構的研究主要集中在動力耦合機構結構設計、模式切換控制等方面，而對動力耦合機構整體溫度場分布研究較少。動力耦合機構在工作過程中產生熱量，造成溫度升高，溫度過高會導致離合器和電機工作失效和損害，從而影響動力耦合機構的工作性能以及整車性能。

3、因此，對動力耦合機構溫度分布進行研究具有重要意義。
　　本文以重度混合動力汽車動力耦合機構為研究對象，根據(jù)混合動力汽車不同工作模式，對動力耦合機構溫度場進行了建模與仿真分析，得到了溫度場分布規(guī)律；并對風冷ISG(Integrated Starter and Generator)電機溫度場進行仿真分析與試驗驗證。具體研究體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　（1）介紹了混合動力汽車及動力耦合機構在混合動力汽車中的功能作用和分類，分析了動力

4、耦合機構在國內外的研究現(xiàn)狀，介紹了國內外對動力耦合機構溫度場的研究現(xiàn)狀。
　?。?）分析了動力耦合機構在車輛純電動驅動、發(fā)動機單獨驅動、混合驅動等不同工作模式下的工作狀態(tài)及熱源情況。由于混合動力汽車工作模式眾多，本文只選取了純電動驅動、發(fā)動機單獨驅動以及電機啟動發(fā)動機這3種典型工作模式下動力耦合機構發(fā)熱情況，并對此3種情況下動力耦合機構溫度場進行了仿真計算分析。
　　（3）結合動力耦合機構實際結構，建立了基于PROE的動力耦

5、合機構三維模型，運用傳熱學理論計算了動力耦合機構熱源、對流換熱系數(shù)、熱流密度等相關熱力學參數(shù)，建立了COMSOL環(huán)境下的動力耦合機構溫度場仿真計算模型，進行仿真計算，得出了動力耦合機構溫度場分布。在純電動驅動工作模式和不同冷卻液流量下，對動力耦合機構溫度場進行了仿真計算，分析了冷卻液流量對溫度場的影響。
　　（4）以動力耦合機構中風冷ISG電機為研究對象，對其在混合動力汽車純電動工作模式下額定工作狀態(tài)和峰值工作狀態(tài)時的溫度場進行了