文档介绍：SOL 的混合动力汽车动力耦合
机构瞬态温度场研究

重庆大学硕士学位论文
(学术学位)

学生姓名:何强
指导教师:杨阳副教授
专业:机械电子工程
学科门类:工学

重庆大学机械工程学院
二 O 一三年四月
Research on the Transient Temperature
Field of Vehicle Hybrid Dynamic Coupling
Mechanism Based SOL

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
He Qiang

Supervised by Ass. Prof. Yang Yang
Specialty: Mechanical and Electronic Engineering

College of Mechanical Engineering of
Chongqing University, Chongqing China
April, 2012
中文摘要

摘要

面对全球石油资源日渐枯竭、环境污染日趋严重以及国家法规对汽车排放要
求越来越高的现状,人类必须寻找一条既环保、节能,又能继续享受汽车所带来
的生活便利与社会快速发展等好处的道路。由此加速了混合动力汽车和纯电动汽
车的发展。然而由于在纯电动汽车和燃料电池汽车关键技术未取得突破性进展情
况下,使得混合动力汽车成为当今汽车工业发展的主要方向。
动力耦合机构是混合动力汽车传动系统的核心部分,它将发动机和电机的动
力进行耦合,实现混合动力汽车所需的多种工作模式,如纯电动驱动、发动机单
独驱动、混合驱动、轻载充电和再生制动等,其性能对整车动力性、燃油经济性
及排放性有直接影响,是混合动力汽车成功开发的关键。
目前,国内外对混合动力汽车动力耦合机构的研究主要集中在动力耦合机构
结构设计、模式切换控制等方面,而对动力耦合机构整体温度场分布研究较少。
动力耦合机构在工作过程中产生热量,造成温度升高,温度过高会导致离合器和
电机工作失效和损害,从而影响动力耦合机构的工作性能以及整车性能。因此,
对动力耦合机构温度分布进行研究具有重要意义。
本文以重度混合动力汽车动力耦合机构为研究对象,根据混合动力汽车不同
工作模式,对动力耦合机构温度场进行了建模与仿真分析,得到了温度场分布规
律;并对风冷 ISG(Integrated Starter and Generator)电机温度场进行仿真分析与试验
验证。具体研究体现在以下几个方面:
(1)介绍了混合动力汽车及动力耦合机构在混合动力汽车中的功能作用和分
类,分析了动力耦合机构在国内外的研究现状,介绍了国内外对动力耦合机构温
度场的研究现状。
(2)分析了动力耦合机构在车辆纯电动驱动、发动机单独驱动、混合驱动等
不同工作模式下的工作状态及热源情况。由于混合动力汽车工作模式众多,本文
只选取了纯电动驱动、发动机单独驱动以及电机启动发动机这 3 种典型工作模式
下动力耦合机构发热情况,并对此 3 种情况下动力耦合机构温度场进行了仿真计
算分析。
(3)结合动力耦合机构实际结构,建立了基于 PROE 的动力耦合机构三维模
型,运用传热学理论计算了动力耦合机构热源、对流换热系数、热流密度等相关
热力学参数,SOL 环境下的动力耦合机构温度场仿真计算模型,进行
仿真计算,得出了动力耦合机构温度场分布。在纯电动驱动工作模式和不同冷却
液流量下,对动力耦合机构温度场进行了仿真计算,分析了冷却液流量对温度场
I
重庆大学硕士学位论文
的影响。
(4)以动力耦合机构中风冷 ISG 电机为研究对象,对其在混合动力汽车纯电
动工作模式下额定工作状态和峰值工作状态时的温度场进行了研究,并进行 ISG
电机温度试验,验证了 ISG 电机模型和仿真计算方法的正确性。

关键词:混合动力汽车,动力耦合机构,ISG 电机,湿式多片离合器,瞬态温度场

II
英文摘要

ABSTRACT

Facing with the situation that global oil resources are depleting, environmental
pollu