纯电动客车由于行驶线路相对固定,充电设施较为容易布置,在城市公共交通建设中逐步发展起来。推广与使用纯电动客车对于节能减排和保护环境具有重要的现实意义。同时,伴随着纯电动汽车的发展,“电机+多挡机械式自动变速器(AMT)”的驱动传动形式成为热门研究领域之一。将“电机+多挡机械式自动变速器(AMT)”的驱动传动形式应用在纯电动客车上,通过挡位变化,不仅提高了纯电动客车的动力性和经济性,而且降低了对电机和电池的要求,进一步发挥了其作为纯电动车辆的优势。但是,研究对比发现,电机与AMT之间采用花键刚性连接的方式使得换挡过程中同步器主动端转动惯量增大。增大的转动惯量则进一步导致换挡过程中出现换挡冲击变大,同步器磨损加剧,换挡失败的情况。因此,针对这种传动形式,除了传统的转速同步外,还要着重考虑同步器两端在换挡过程中的转矩同步才能有效减小换挡冲击和同步器磨损,提高换挡成功率。因此,本文着重考虑同步器两端在换挡过程中的转矩变化,通过电机主动控制对同步器主动端进行转矩补偿,实现转矩同步来改善换挡质量。本课题以装配电机和四挡电控机械式自动变速器(AMT)的纯电动客车试验台架作为研究对象。首先,电机通过在调速模式下工作实现同步器主从动端转速同步,在此基础上,在进挡前控制电机进行输出转矩调节,将电机运行阻力矩作为同步器主动端转矩调节目标值,实现转矩补偿,然后再进行挂挡。主要研究内容可以分为以下几个方面:(1)同步器同步过程动力学建模:根据同步器的结构特点和同步过程的运动方式,采用AMEsim的系统建模软件依次对接合套、花键毂、锁环和接合齿圈等同步器主要构件进行建模,反映单锥面锁环同步器的工作特性。(2)针对换挡过程及同步阶段进行机理分析,阐述转动惯量的增大是导致换挡冲击和失败的主要原因。通过仿真分析得出增大换挡力并不能克服惯量增大带来的困难。(3)在现有分阶段换挡过程的基础上对换挡过程进行优化,对处于同步阶段的同步器建立数学模型,得出电机运行阻力矩补偿是实现转矩同步的有效方法,并通过台架试验测得电机换挡过程中的各升/降挡点的运行阻力矩。(4)转矩同步控制方法研究:采用Simulink组件建立转矩的模糊控制模型,对补偿转矩进行有效调节,并实现和AMEsim的联合仿真。将电机转速及转速误差作为模糊输入的信息,将目标转矩作为模糊控制的输出量,并以此为电机转矩调节的目标值;利用电机快速、精确的转矩响应特性,达到主从动端转矩同步。然后通过AMEsim和Simulink的联合仿真和台架试验对提出的换挡转矩同步的有效性进行验证,从冲击度和换挡成功率两个方面对转矩同步控制方法进行评价,得出:转矩同步控制方法可以有效改善纯电动客车AMT换挡过程的平顺性和可靠性,达到预期效果。