新能源电动汽车两档变速器的设计与实现

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1、word格式可编辑新能源电动汽车两档变速器的设计与实现一、纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质研究摘要：汽车传动系统中，变速器作为关键构件，直接影响整车性能。为了使电动汽车驱动电机的效率得到提升，对固定速比电动汽车进行改动，采用两挡传动比方案，促使驱动电机工作效率提高，进而使整车动力性能及经济性能得到提升。主要对纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质进行研究。1、整车基本参数基于传统微型车对电动汽车进行研究，保留原车悬挂系统，动力电池采用锰酸锂电池，驱动电机采用永磁同步电机。综合研究后，整车参数为：满载质量1350m/kg，机械传动效率0.9，轮胎

2、滚动半径0.258r/min，迎风面积1.868A/m2，空气阻力系数0.31.根据国标GB/T28382—2012标准及市场定位，整车动力性指标如下：30min最高车速≥80km/h，最大爬坡速度≥20%，4%坡度的爬坡车速≥60km/h，12%坡度的爬坡车速≥30km/h，工况法行驶里程≥100km。专业资料整理word格式可编辑2、驱动电机参数确定对电机进行选择时，要确保电机最大限度地工作在高效区，同时也要考虑电池组的峰值放电倍率。2.1驱动电机功率在最高车速时计算以最高车速在水平道路上行驶，对加速阻力忽略不计，设风速为0，那么电机的输出功率即为·P1为最

3、高车速时驱动功率；·ηt为机械传动效率；·mg为整车满载质量；·f（u）为滚动阻力系数；·umax为最大车速；·Cd为空气阻力系数；·A为迎风面积。其中：f（u）=1.2（0.0098+0.0025[u/（100km/h）]+0.0004[u/（100km/h）]4）.专业资料整理word格式可编辑按照实际需求及国际标准，选择100km/h车速，根据式（2），计算结果为0.01524，代入式（1），计算结果为P1=13.2kW。如果车速符合国家标准规定的不低于85km/h，那么电机的功率还可以选择更小的。2.2驱动电机功率在最大爬坡时计算对爬坡行驶时所需要的功率

4、进行计算，忽略空气阻力功率与加速阻力功率，那么电机输出功率可计算出f（u）=0.0127，根据式（3）可计算出P2=26kW。·P2为最大爬坡度行驶功率；·i为爬坡度；·ua为爬坡时最低车速。2.3加速性能计算驱动电机峰值功率假设风速为0，在水平道路上，电动汽车输出的最大功率位于整车加速过程的末时刻。专业资料整理word格式可编辑·P3为匀加速末时刻所需的最大功率；·ta为匀加速时间；·ua为匀加速时末速度。根据GB/T28382—2012标准可知，ta取值为10s，根据式（2）和式（4）可计算出P3=21.3kW。根据式（1）计算，确定电机额定功率为15kW，

5、由式（3）和式（4）可知，电机峰值功率选定为30kW。为了满足成本因素与实际需求，最终选择电机额定功率15kW，峰值功率30kW。3传动系传统比确定在行驶条件和电机特性不发生改变的情况下，对比以下几种传动比的变速器使用动力性能，实现对传动比的优化，使换挡品质得到提高。3.1单一传动比动力性能为了兼顾最大爬坡度及最高车速，固定传动比选择为6.963，则其阻力与动力平衡，85km/h为达到的最高车速，12%的坡度为最大坡度。为使爬坡性能得到满足，将电机峰值功率加大到45kW，转速提高到9000r/min才能实现。专业资料整理word格式可编辑这种工况下，存在的主要问

6、题是需要提高电池放电功率，提高减速器齿轮润滑性，同时还会对倒挡时减速器输入轴反转带来一定的影响。3.2两挡传动比的动力性能如果电机的功率输入相同，两挡变速器的高挡传动比与低挡传动比分别为6.5和10，通过计算，可以得到阻力与动力平衡图。90km/h是能够达到的最高车速，而最大爬坡坡度达不到20%，只能接近。所以，需要驱动电机输出更高的功率才能实现更高的车速和爬坡度，这就要求电池的性能也要得到提升。3.3五挡变速器传动比的动力性能专业资料整理word格式可编辑采用15kW的额定功率时，五挡变速器的最大传动比与最小传动比分别为3.538和0.78，主减速传动比3.7

7、65，倒挡速比3.454.在15kW额定功率条件下，96km/h为五挡变速器可以达到的最高车速，最大爬坡坡度达到20%以上，动力性能得到有效满足。如果行车速度只需要满足85km/h的最低标准车速，采用11kW的额定功率电机，则五挡变速器的最大传动比与最小传动比分别为5.494和1.033，主减速传动比4.314，倒挡速比3.583.在11kW额定功率条件下，车速最高可满足85km/h的需求，并且最大爬坡度也能够达到20%。两挡时，电池放电功率需求为30kW，放电倍率为1.28；而采用五挡时，电池只需要提供15kW的放电功率就可以满足动力性能，放电倍率为0.64.

8、所以，使用五挡变速器时，