電動汽車動力傳動系統的案例
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
END
2022APS第十屆國際汽車動力系統峰會暨電驅總成關鍵技術年會將于
基于SaberRD的純電動汽車動力總成的設計與仿真研究
Battery Tool
變速傳動系統
傳動系統-電機軸通過傳動系統耦合到傳動軸上。在SaberRD通用庫中，提供變速器模型(transmission_w)，該模型可以配置多個傳動比，傳動比通過外部狀態輸入進行控制。為了模擬自動手動變速器系統，軸轉速被感知，齒輪在設定的過渡速度中移位換檔。
目前大多數電動汽車只有一個檔位，在整個速度范圍內沒有檔位之間的轉換。
傳動系統
車身
傳動軸連接到一個簡化的汽車動力學模型，該模型考慮斜坡上的重力，以及滾動阻力和空氣阻力。
車身動力學模型
電動汽車動力傳動系統設計
一級變速齒輪和二級變速齒輪速比設計，最佳換檔時機(換擋車速)設計，將利用利用WCA工具利用數值優化算法自動搜索最優解。三個參數：齒輪1的速比、齒輪2的速比、換擋車速將在一個設定范圍內變化，前提目標是：最大行駛距離并要求車輛達到理想的速度。
WCA極限工況數值優化算法工具
最終優化得到動力系統變速換擋規律及數據為：
ratio1=3.8011
Ratio2=1.7234
換擋時機=69.63Km/h
建立Experiment，對整個動力系統模型進行仿真分析
單級變速器行駛距離仿真結果=268.87Km
雙級變速器行駛距離仿真結果=279.48Km
車輛行駛距離增長率=(279.48 ? 268.87) 268.87 × 100 =3.94 %
結論：
采用雙級齒輪傳動系統的電動汽車動力系統可使車輛行駛距離提高了約4%。使用SaberRD對優化后的參數值進行仿真，測量結果驗證了增加范圍的要求。
展開 【ATC會議】徐向陽《純電動重型商用車雙電機電驅總成（eDMT）能量管理策略》等
編者：
今天是【ATC會議】資料連載的最后一天，有兩篇資料分享給大家：
徐向陽《純電動重型商用車雙電機電驅總成（eDMT）能量管理策略》等
高炳釗《電動汽車動力傳動系統發展趨勢》
02
高炳釗
電動汽車動力傳動系統發展趨勢
電動汽車動力電池均衡方法研究 附電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍下載
根據當前我國對于均衡裝置的電流評定標準來看，組合電池的電流應當是動力電池的0.05倍或者0.1倍，在此區間內是比較合適的。
3.2均衡結果
組合電池的內部差異會影響電動汽車的運行效率與安全性，因此為了減少電池荷電狀況的異常，采用均衡裝置將組合電池進行連接，改善電池的性能，增長電池的使用周期。例如對28組12Ah、336V的鎳氫組合電池進行電源輸出，經過測量和得出電壓差異值低于0.05V。此外，將該組合電池的電壓降低到電池荷電狀況的10%，將此范圍內的所有組合電池進行對比，就可以得出組合電池的均衡前后電壓差異指數為50mA，說明均衡效果顯著。再者，組合電池的均衡前電壓小于均衡后的電壓，并且動力電池的容量上升49Ahs，同比增加16%。得出如果上述組合電池不進行均衡處理，就會導致電池差異性越發嚴重，使得動力電池的輸出功率大大降低。
4結語
本文就當前電動汽車動力電池的均衡中存在的問題進行闡述，并使用上述均衡方式進行實驗，將12Ah、336V的鎳氫組合電池采用集中均衡與分散均衡的方法進行實驗，根據結果所得的電壓差異都小于0.05V，符合均衡檢測的標準。從另一方面說明采用均衡方式解決組合電池之間額不平衡差異是十分有效的。但是如果在進行解決的過程中，由于組合電池的數目較大，導致動力電池的內部差異過大，此時應當將組合電池的規格、體積、質量進行統一，加設檢測節點，及時尋找出其中存在問題的組合電池，能夠在一定程度彌補均衡方式的不足之處。
下載地址：電動汽車動力電池管理系統設計譚曉軍
展開 純電動物流車的結構布置及動力傳動系統匹配
本文選取某型純電動物流車為研究對象，進行結構布置研究，并對其進行動力傳動系統的匹配。
1 結構布置
電動汽車的結構布置可以參考傳統燃油汽車的布置方案，但其靈活性更強。這主要是由于電動汽車的能量主要是通過柔性的線束而不是通過剛性機構零部件傳遞的。電動汽車的結構布置主要是三電系統（電機、電控、動力電池組）的布置，首先要解決的問題是動力電池組的布置。
1.1 動力電池組布置
電動汽車選用的電池并不像傳統燃油汽車用的啟動電池那么簡單，其使用和排布更加復雜。動力電池組質量較大，占據整車質量的比重也較大，單體電池個數多，占據的空間大。動力電池組固定方式有兩種：一是托底；二是吊裝。托底方案是電池箱本體無固定耳，只在底板開四組固定螺孔，通過螺孔將電池箱螺裝在一塊轉接板（類似大平板）上，由轉接板轉接至整車上的焊接固定腳。吊裝方案是電池箱本體帶固定耳，直接與車上螺孔或焊接固定腳進行螺裝，具體設計方案見圖1。
圖1 動力電池組吊裝方案布置圖
托底方案與吊裝方案相比：裝配關系增多，裝配難度增大，整車重量也會增加。同時，托底方案需要電池箱本體與轉接板之間分裝，裝配效率也會降低。
綜合上述兩種方案的優缺點，本文動力電池組布置選擇吊裝方案。確定好動力電池組的結構布置后，驅動電機和電機控制器的布置（包括傳動軸的布置）依據與驅動橋的空間距離展開排布。然后，依據總體設計和質量排布，對車輛的其他系統進行結構布置。
1.2 底盤布置
電動汽車總體結構布置（主要是底盤布置）方案是根據三電系統（電機、電控、動力電池組）的設計需求，在傳統燃油汽車平臺的基礎上進行設計，保持傳統車輛整體框架不變，傳統車輛底盤的四大系統（傳動系統、行駛系統、制動系統和轉向系統）在保持工作原理不變的前提下做相應的設計調整。
①傳動系統。傳動系統在動力電池組布置完畢后依據總體布置重新排布。
展開 純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
4 AVL Cruise軟件仿真分析
基于AVLCruise軟件搭建純電動汽車主要部件以及整車系統的Cruise模型如下圖1。
圖1 整車仿真模型
4.1 優化結果前后對比
仿真時選取新歐洲城市駕駛循環工況NEDC工況來計算汽車百公里能耗以及建立爬坡性能工況和滿載加速性能工況。傳動比優化結果前后對比如下表中所示。
表4 優化前后汽車性能對比結果
4.2 循環工況法續駛里程
圖2 優化前的續駛里程
圖3 優化后的續駛里程
如圖2和圖3所示，在電池充滿電后，SOC值從90%下降到30%時，減速器傳動比優化前后汽車在NEDC工況下整車的續駛里程在Cruise軟件中的仿真結果。
4.3 等速工況法續駛里程
純電動汽車充滿一次電以50km/h等速工況下行駛，SOC值從95%下降到30%時汽車的理論的續駛里程為：
（27）
計算出50km/h等速工況下的續駛里程為252km。仿真結果如圖4。
圖4 優化后的續駛里程
50km/h等速工況下的續駛里程為248 km，與理論計算結果相差不大。
5 結論
本文針對兩擋AMT變速器純電動汽車，根據汽車性能指標要求進行動力學分析，確定了電機、電池和減速器的主要參數。以整車動力性和經濟性為約束目標，利用人群搜索優化算法對變速器傳動比進行優化。基于AVL Cruise軟件建立整車模型，進行相關動力性和經濟性的仿真分析。對仿真結果進行對比分析表明，運用優化參數的車輛具有更好的綜合性能。因此，人群搜索優化算法在汽車傳動系統參數匹配優化中具有良好的實用性。
展開 開發一種 Orbitless 電動汽車主減系統 附機械傳動系統Romax Designer建模、分析
從方法論概念結構選擇至詳細設計，本項目展示出 Orbitless 傳動用于電動汽車的可行性和實踐性，能夠開發出滿足行業標準的產品。
初步的設計迭代顯示出潛在的優勢。下一階段，我們計劃進一步分析產品的優點和缺點，并進行相應的優化。這將讓汽車行業在電動化轉變的過程中，有另一種傳動系統可選，作為主電驅傳動系統。
下載地址：機械傳動系統Romax Designer建模、分析及應用
純電動汽車傳動系統參數匹配及優化
4 AVL Cruise軟件仿真分析
基于AVLCruise軟件搭建純電動汽車主要部件以及整車系統的Cruise模型如下圖1。
圖1 整車仿真模型
4.1 優化結果前后對比
仿真時選取新歐洲城市駕駛循環工況NEDC工況來計算汽車百公里能耗以及建立爬坡性能工況和滿載加速性能工況。傳動比優化結果前后對比如下表中所示。
表4 優化前后汽車性能對比結果
4.2 循環工況法續駛里程
圖2 優化前的續駛里程
圖3 優化后的續駛里程
如圖2和圖3所示，在電池充滿電后，SOC值從90%下降到30%時，減速器傳動比優化前后汽車在NEDC工況下整車的續駛里程在Cruise軟件中的仿真結果。
4.3 等速工況法續駛里程
純電動汽車充滿一次電以50km/h等速工況下行駛，SOC值從95%下降到30%時汽車的理論的續駛里程為：
（27）
計算出50km/h等速工況下的續駛里程為252km。仿真結果如圖4。
圖4 優化后的續駛里程
50km/h等速工況下的續駛里程為248 km，與理論計算結果相差不大。
5 結論
本文針對兩擋AMT變速器純電動汽車，根據汽車性能指標要求進行動力學分析，確定了電機、電池和減速器的主要參數。以整車動力性和經濟性為約束目標，利用人群搜索優化算法對變速器傳動比進行優化。基于AVL Cruise軟件建立整車模型，進行相關動力性和經濟性的仿真分析。對仿真結果進行對比分析表明，運用優化參數的車輛具有更好的綜合性能。因此，人群搜索優化算法在汽車傳動系統參數匹配優化中具有良好的實用性。
展開 新能源汽車講解丨動力傳動系統構型方法
新能源汽車講解丨動力傳動系統構型方法
新能源汽車講解丨動力傳動系統構型方法
新能源汽車講解丨動力傳動系統構型方法
純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車動力系統選型匹配與仿真
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據整車設計目標對其動力總成系統進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
1 動力總成系統選型匹配計算
純電動汽車的動力總成系統主要由驅動電機、動力電池、傳動系統以及控制系統構成。其動力總成系統結構簡圖如下圖1所示。
為了對純電動汽車動力總成系統進行選型及匹配，應明確整車參數及所要求的性能指標。整車參數及性能指標如表1-2所示。
1.1 驅動電機選型計算
1.1.1最高轉速及基速
最高車速可由以下公式計算得出：
（1）
圖1 純電動汽車動力總成系統結構簡圖
可得到電機的最高轉速為nmax=2274.04r/min；電動機的最高轉速與額定轉速的關系可用擴大恒功率區系數β來表示，根據關系式可得電機的基速n0：
（2）
因此，取最高轉速和基速分別為2500 r/min和780r/min。
表1 純電動汽車整車參數
表2 整車性能指標
1.1.2功率匹配
對于驅動系統峰值功率需求主要考量最高車速、某一車速下滿足最大爬坡度以及原地起步加速時分別對應的峰值功率需求。
展開 純電動汽車動力懸置系統匹配要點
由于純電動車輛的動力源是驅動電機，而非傳統的內燃機，因此懸置系統所受到的激勵與傳統燃油汽車的懸置系統受到的激勵有很大的區別，尤其是內部激勵。
傳統發動機所受到的內部激勵主要有一下幾個方面：
(1)活塞、連桿等質量往復運動產生的周期性質量力激勵（1 階和2階）；
(2)周期性質量力引起的質量扭矩（1 階、2 階、3 階和4 階）；
(3)點火燃燒壓力產生的氣體扭矩（0.5 階、1 階、1.5 階和2 階等）
所受的外部激勵：
(4)車輛加速、制動和急轉彎等形式工況帶來的慣性力；
(5)路面不平度引起的激勵（一般頻率范圍在0.3~28.3Hz）；
(6)傳動軸的2階激勵
發動機產生的內部激勵除了與發動機的缸數有關之外，還與各缸的相對位置、點火順序以及燃燒過程的不一致性等因素有關，這些因素的綜合會導致激勵成分變得更為復雜和不確定。
與傳統發動機汽車相比較，純電動車輛由于電機的工作原理、結構和動力傳遞路線的不同，其懸置系統受到的內部激勵有很大不同，歸結起來主要有以下幾種：
(1)轉子機械不平衡（包括靜不平衡、動不平衡和混合不平衡）產生的振動，該激勵的幅值跟電機的工作轉速有關，轉速越高，該激勵作用越明顯。
(2)電機定、轉子氣隙中的電磁力作用產生的電磁振動，該振動激勵與電機氣隙內諧波磁場及由此產生的電磁力幅值、頻率、極對數以及定子本身的固有特性有關。
(3)定、轉子偏心引起的振動，該激勵是由于加工和裝配精度不夠引起的；
(4)現階段，電動車的驅動系統通常都會配有一個齒輪箱，一般是固定速比變速器或者是具有2 到3 個檔位的機械式變速器，齒輪箱的制造精度和裝配精度不夠，也會引起整個動力系統的振動，這一點在電機高速工作時更為突出。
(5)電機輸出扭矩的反作用簡諧扭矩。
(6)車輛加速、制動和急轉彎等形式工況帶來的慣性力。
展開 干貨丨電動汽車動力驅動系統設計
-----------------------------------------------------------------
【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！
