随着世界经济发展逐步从高能耗向低能耗转型,降低汽车尾气排放及汽车燃油消耗量已经成为世界各国大力发展的方向。在此之际,各大整车企业如大众、保时捷、吉利、长安等也积极响应政府节能减排号召,纷纷出台各自的新能源汽车技术路线图及传统燃油汽车停售时间表等。中国政府为了加快经济转型升级,在新一代汽车技术领域实现赶超,制定了大量的行业标准及补贴激励措施,以提升国内新能源汽车技术实力,包括最早提出的“八纵八横”战略,以及最近出台及实施的“乘用车企业燃料消耗量双积分标准”等等。经过多年发展,新能源汽车技术领域已取得较大成果,目前中国已成为世界新能源汽车产销大国,但仍有诸多方面有待完善。本课题以国家863重大科技专项及国防科技工业局所立混合动力CVT(Continuously variable transmission)项目为研究对象,探讨基于传统CVT重新改型设计以实现混合动力功能。本文的侧重点主要放在基于电动油泵的混合动力CVT液压系统,电动油泵及驱动器开发以及速比控制等关键技术研究方面。通过搭建相关的仿真测试模型、开发电动油泵样件、混合动力变速箱样件,搭载测试等手段,以验证和实现电动油泵在混合动力CVT上的应用,完成的研究内容如下:(1)对比分析了目前自动变速器为实现发动机启停以及实现搭载混合动力需要在液压系统供油方式上所采用的各种方案,同时对基于CVT的混合动力方案进行了详细研究,初步确立了课题所采用的CVT混动方案以及液压系统供油方式。针对传统CVT效率较低的问题,对比分析了采用电动油泵、机械油泵以及机械油泵+电动辅泵三种供油方案各自的液压系统能量消耗问题,得出了采用电动油泵能更多的节省液压系统能量消耗的结论。(2)分析了所开发混合动力CVT液压系统的压力需求及流量需求,确立了所使用油泵电机的功率及转速。基于所搭建的液压系统模型对主动及从动压力的响应特性做了分析研究,验证了所采用的液压系统方案的正确性。同时通过实验的方式,测试了系统电磁阀、主动压力电磁阀、从动压力电磁阀、离合器压力电磁阀的I-P特性,并从理论上分析了电磁阀进行压力控制的原理。(3)详细分析研究了CVT的变速机理,对CVT稳态模型及瞬态模型进行了研究,并通过试验手段得到了CVT控制所需要的k_pk_s及K_i等数据。针对电动油泵转速可调节的特点,计算了CVT不同速比下一定速比变化率的流量需求。最后对整车主要驱动模式下的速比控制策略进行了研究。(4)针对液压系统对油泵电机的功率及转速需求,基于现有结构空间尺寸对比分析了采用BLDC电机和PMSM电机作为油泵电机的可行性,并通过ANSYS Electronics Desktop软件构建了油泵电机的仿真模型,通过静态及动态仿真等对油泵电机进行了分析,得到了油泵电机的各性能参数。通过分析油泵电机的发热机理,对油泵电机的散热问题进行了研究,并采用ANSYS软件对油泵电机的工作温度进行仿真分析。分析结果表明,所采用的冷却方式能够保证油泵电机在工作时温度不超过设定温度。(5)针对开发的油泵电机设计了相应的驱动控制器,驱动控制器与油泵电机采用分体式设计,开发方式采用汽车电子V模式开发流程,并对驱动控制器的主要硬件结构进行了器件选型。随后着重研究了油泵电机的转速控制策略,并设计了转速控制器及电流控制器。考虑到油泵电机内置于变速箱内部,不方便采用相应的转速测量转置对转速进行测量,设计了滑模观测器用于对油泵电机转速进行辨识。最后通过仿真方式对所设计的控制算法进行了验证。(6)针对开发的油泵电机及驱动控制器以及所设计的液压系统,采用AMEsim和Simulink相结合仿真的方式对系统压力、离合器压力、主动压力、从动压力控制器进行了仿真分析,仿真结果表明所设计的控制器性能稳定,各路压力能满足压力稳定性要求。通过试制的变速箱样箱对开发的压力控制器、油泵电机转速控制器、速比控制器等相关控制算法进行试验验证,试验结果表明了仿真计算结果的准确性。最后对混动CVT的效率与传统CVT的效率进行了对比分析。