電動汽車多檔變速器的案例
低成本的電動汽車多檔變速器方案 ￥500
低成本的電動汽車多檔變速器方案
清華丨低成本的電動汽車多檔變速器方案
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【免責聲明】版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業用途！對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注！
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純電動三檔變速器設計與性能仿真研究
【摘要】本文針對目前單級減速器純電動效率低，后半程加速慢等缺點，設計了一款新型的同軸式行星輪系三檔變速器，并介紹了該變速器結構特點和工作原理，并對該行星輪系進行了設計計算和建模仿真驗證；并針對整車參數要求對各檔速比進行設計計算和分配；制定了整車控制策略，并采用MATLAB/Simulink搭建整車仿真模型，通過NEDC循環工況進行了分析驗證。結果表明，在標準工況下三檔變速器比單級減速器電機工作效率更高，減少電能消耗7%；比單級減速器百公里加速時間減少了6%。
主題詞：純電動 三檔 設計 仿真
中圖分類號：U463.212
01
引言
隨著環境問題和能源問題日益突出，傳統汽車對降低油耗，減少排放的舉措已經捉襟見肘；除了大量開發小型化的發動機及排量外，新能源汽車研發也受到各大汽車廠商歡迎。特別是純電動汽車行駛具有噪聲低、零排放等優點。目前搭載整車的純電動汽車普遍為單級減速器，僅有少數車型具有兩檔減速功能，如寶馬i8，榮威混動版，零部件商如格特拉克也推出2eDT系列的兩檔變速器。針對兩檔減速器的研究較多，主要結構分為雙離合和采用同步器換擋兩種結構[1-3]。研究結果表明采用兩檔的純電動汽車對整車效率、爬坡能力及加速性能均有明顯提高[4-7]。
展開 
基于NEDC的純電動汽車兩擋變速器傳動比設計
圖4 改進和聲搜索算法執行流程
Fig.4 Execution flow of improved harmony search algorithm
4 試驗驗證
為避免汽車在行駛過程中換擋頻繁，本文中的兩擋變速器采用如圖5所示的換擋曲線，分別將裝配單擋減速器和兩擋變速器的純電動汽車動力總成在試驗臺架上進行NEDC 循環路況測試，得到單擋減速器下的百公里耗電量為13.88 kW·h，與仿真結果的誤差0.81%；兩擋變速器下的百公里耗電量為13.31 kW·h，與仿真結果的誤差0.84%，節能效果為4.11%，與仿真結果誤差0.61%，仿真值與試驗值的誤差處于合理范圍內，兩擋變速器基本實現了預期的設計目標。
圖5 兩擋變速器換擋曲線
Fig.5 Shift curve of two speed transmission
5 結論
以NEDC 工況作為汽車行駛的典型工況，將車輛行駛在該工況下的百公里電耗作為目標，建立兩擋變速器傳動比設計的目標函數，根據汽車動力性設計指標得到傳動比設計的約束條件，利用改進和聲搜索算法最終得出優化數學模型下的最優傳動比。
展開 Romax助GKN設計低噪聲、高效率的電動汽車變速器。
（轉）
混合動力和電動汽車給汽車工程界帶來巨大的技術創新，變速器和傳動鏈技術首當其沖。作為世界領先的汽車傳動鏈零部件制造商，GKN一直采用Romax軟件和專家級技術服務不斷優化電車變速器效率，同時保證變速器的耐久度和振噪性能。
采用RomaxDesigner分析功率損耗的原因、研究齒輪宏觀和微觀參數對效率的影響、對傳動系統進行優化。隨后，GKN按照優化方案制造新齒輪，通過 試驗評估改進效果。試驗結果表明，在規定的扭矩和轉速范圍內，變速器傳動效率提高2%，而且并未犧牲耐久度和振噪性能。這就是GKN能夠不斷提高產品性能的訣竅。
解決方案
GKN與Romax有長達十年的緊密合作關系，GKN采用RomaxDesigner對傳動系統進行建模和高級仿真分析，并通過Romax專家咨詢服務解決項目中的技術難點。
混合動力和電動汽車：新的市場契機
GKN開發了最新型的傳動軸和齒輪零部件技術?！八?、五年前，電動汽車掀起第一波熱潮時，人人都在熱議盡早開發出電動汽車技術” ，先進工程部副總裁Theo Gassmann說，“事實上當時該技術還不成熟。例如，電池技術成本高昂，而且客戶也沒有廣泛接受電動汽車，行駛里程受限的困擾也尤為突出。因此當時的電動汽車市場進展非常緩慢。這導致車企們改變策略，積極投身于開拓混合動力市場”。
“作為傳動鏈技術領導者，GKN的傳統型傳動鏈和電車傳動鏈業務發展迅速。過去幾年，我們借助全時四驅系統成功開發出混合動力和電動汽車變速器。盡管變速器不是核心業務，但我們還是借助傳動鏈方面的技術特長，成功拓展了產品線”，Gassmann繼續說道，“混合動力和電動汽車的變速箱問題大體上與傳統變速箱類似：動力總成效率、耐久度和振動噪聲性能，而主要區別則在于兩者正拖與反拖間的載荷及應力循環不同。
展開 研究｜電動汽車兩擋自動變速器模態及振動響應仿真分析
汽車作為現代人們日益依賴的交通工具，不僅消耗了大量的傳統能源，而且對環境造成很大污染。隨著電池技術、控制技術等技術的發展，電動汽車的性能越來越好，成本逐漸降低，電動車將具備與傳統汽車競爭的能力。變速器作為電動汽車動力總成至關重要的一部分，它的NVH (Noise, Vibration, Harshness)[1]性能是影響汽車整體NVH性能的重要因素之一。電動汽車由于沒有發動機等噪聲的掩蓋，變速器噪聲顯得尤為突出。所以在開發設計變速器階段，設計者需要多加考慮。傳遞誤差的大小直接關系到變速器NVH性能的好壞，通過對齒輪想修形可以降低傳遞誤差從而達到降低變速器嘯叫，這種方法簡單實用，并且成本。
2. 傳遞誤差的定義
如果一對完美的齒輪在零載荷下嚙合，漸開線幾何數學規定了從動齒輪與主動齒輪接觸點長度相等，兩者轉動的角度與齒數成比例。但是，實際上由于加工誤差和裝配誤差等的存在，導致從動齒輪在理論位置的前方或后方。從測量的旋轉角度來看，齒輪傳遞誤差]可以表示
式中，TE為傳遞誤差；θ2、θ1分別為從動齒輪和主動齒輪轉角；rb2、rb1分別為從動輪和主動輪半徑。
展開 ANSYS在混動與電動汽車電源逆變器的多物理場仿真應用
在競爭日益激烈的混動與電動汽車市場，如何提高系統的效率、穩定性與可靠性，已成為每一名動力工程師必須要考慮的問題。電源逆變器在傳動系統中扮演著一個至關重要的角色。在一個4x6英寸的封裝中包含有6個IGBT，他們可以非常迅速的開關數百安培的電流，為電機、控制電子和其它系統提供交流電源。IGBT的開關頻率可以從幾十到幾百千赫茲不等，開關的開啟和關閉時間大約在50到100納秒之間。
由于IGBT擁有極高的開關速度使得其在逆變器中的作用十分有效，但與此同時也帶來了兩大電磁問題。第一，通過載流結構的傳導輻射通常小于30MHz，這可能會影響系統的電力完整性，同時能量的反射波也有可能損壞逆變器和電機；第二，通過空氣的輻射電磁場通常大于30MHz，這可能會使得到其它汽車的電子系統受到影響。
為了符合政府和國際的汽車電磁排放標準，這兩個問題是必須要考慮的，因此負責逆變器電源系統的工程師必須對系統的電磁兼容/電磁干擾（EMC/EMI）進行分析。要實現這一點，必須先解決控制EMC/EMI行為的底層物理問題，然后再應用到電路與系統之間。采用仿真驅動設計方法的優勢在于不僅可以考慮電磁兼容與電磁干擾，還可以考慮的其它電磁問題，如電流質量、功耗和整個系統的效率。
通常，使用線性電路元件和簡單的電路求解器進行計算要求對系統進行大量的粗略假設與近似。但不能跳過模擬底層物理這一關鍵步驟進行計算，否則所得到的結果是不正確的。除此以外要想獲得令人滿意的結果，可能還需要對硬件原型多次循環進行測試與再設計。在大多數情況下，這些循環測試會在設計過程的后期進行，這時設計的成本會大大提升，同時還有可能錯失市場。倘若不使用多物理場仿真，想要在早期階段，還沒有建立逆變器的時候對系統的電磁效應進行預測幾乎是不可能的。
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