純電動汽車的電機(jī)與變速器匹配

1、EquipmentManufactringTechnologyNo.2，2010純電動汽車的電機(jī)與變速器匹配曾虎，黃菊花（南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江西南昌；江西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌）摘要：介紹了純電動汽車電動機(jī)選配的方法，探討了變速器傳動比與檔位的確定；以某一純電動汽車為例，闡述了選配確定的過程，采用兩檔變速器傳動，實現(xiàn)了汽車最高車速和最大爬坡度的要求。關(guān)鍵詞：純電動汽車；傳動比；主減速比；基頻；匹配中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：（）汽車對人類社會的進(jìn)步產(chǎn)生了巨大推動作用，但也帶來了一系列負(fù)面效應(yīng)，如嚴(yán)重的環(huán)境公害，石油供應(yīng)危機(jī)等。節(jié)約能源與開發(fā)替代能源，被認(rèn)為是緩解環(huán)境污染、保障能源

2、供給的有效方法，開發(fā)代用燃料和電動汽車，是解決環(huán)境問題的重要手段之一，豐田，、比亞迪等混合動力車目前，對電動汽車的研究，主要集型，均引起了較大市場反響。中在能源儲存、驅(qū)動方式和控制策略方面，而純電動汽車電機(jī)經(jīng)濟(jì)性、續(xù)航里程也與變速器的匹配，對電動汽車的動力性、有顯著影響。目前眾多在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)汽車基礎(chǔ)上改造的電動汽車，大都沿用了原有變速器的一個或兩個檔位來傳動，不利于變速器的專用化、輕量化及市場化。本文是在昌河純電動汽車的基礎(chǔ)上，根據(jù)電機(jī)扭矩特性提出的傳動方案。ig變速器傳動比；i主減速器傳動比；r車輪滾動半徑（）。（）以額定功率、轉(zhuǎn)速確定額定轉(zhuǎn)矩MN。PMNNNMN電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩（·）

3、；PN電機(jī)額定功率（）；nN電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（）。（）以最大爬坡度確定短時工作線低速轉(zhuǎn)矩MN。按式（）先計算出汽車在最大坡度下需要的汽車驅(qū)動力Ft；再按式（）計算出產(chǎn)生此驅(qū)動力所需要的電機(jī)轉(zhuǎn)矩MN。（）電動機(jī)性能參數(shù)的確定電動機(jī)主要性能參數(shù)確定（）以最高車速確定電機(jī)額定功率PN。C·A·u）PN（mgfd·uTPN電機(jī)額定功（）；T傳動系效率；m最大總質(zhì)量（）；f滾動摩擦系數(shù)，良好瀝青路面，一般瀝C·A·uFtFrmg··fd·mgFt汽車驅(qū)動力（）；Fr汽車行駛阻力（）；（）u上坡時汽車速度（）。MNFt·

4、rgT（）（）MN電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（·）；r車輪滾動半徑（）；ig變速器傳動比；i主減速器傳動比；T傳動系效率，。選擇交流變頻電動機(jī)的基本原則（）電機(jī)的額定功率，應(yīng)滿足電動汽車最高車速要求；（）電機(jī)的短時工作轉(zhuǎn)矩，應(yīng)能滿足汽車最大爬坡度要求；（）電動汽車的常規(guī)車速，應(yīng)落在變頻電機(jī)的基頻上；（）（）電動汽車的最高車速功率平衡點，應(yīng)落在電動機(jī)特性曲線的等功率段上。青與水泥路面；Cd風(fēng)阻系數(shù)，轎車；A迎風(fēng)面積（），轎車A；u最高車速（）。（）以常規(guī)車速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速nN。i·i·unNgNnN電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（）；收稿日期：作者簡介：曾虎（），男，江西宜春人，講師，在職碩士，

5、研究方向：機(jī)電一體化產(chǎn)品與系統(tǒng)；黃菊花（），女，江西南昌人，教授，博士（后），博士生導(dǎo)師，主要研究方向：汽車系統(tǒng)動態(tài)特性分析與仿真。40裝備制造技術(shù)年第期變速器傳動比和檔位確定原則采用交流驅(qū)動系統(tǒng)需要考慮兩個主要的動力、阻力平衡點：點：其一是常規(guī)車速行駛的轉(zhuǎn)矩平衡點；其二是最高車速下的轉(zhuǎn)矩平衡點。（）電機(jī)最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速比n。此時，電動機(jī)N表參數(shù)mur純電動汽車傳動設(shè)計性能參數(shù)（見表）純電動汽車性能參數(shù)要求名稱整車裝備質(zhì)量（）最大總質(zhì)量（）續(xù)航里程（）最高車速（）最大爬坡度（）車輪滾動半徑（）類型及數(shù)值（）從基頻向上調(diào)速的范圍足夠大，選擇一個檔位即可，這種情況對電機(jī)性能要求較高，很難保證變頻

6、器始終在高效率區(qū)域工作。功率平衡圖如圖所示，圖中Pe線代表電機(jī)功率線，（PfPw）T線代表阻力功率線。（）電機(jī)最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速比n。此時，電動N功率、轉(zhuǎn)矩計算結(jié)果各工況阻力，電機(jī)轉(zhuǎn)速、（）各工況阻力F（見表）。r表各工況阻力Fr機(jī)從基頻向上調(diào)速范圍不夠?qū)?，?yīng)考慮增加一個檔位，功率平衡圖見圖，注意功率平衡圖不能產(chǎn)生缺口（如圖），否則還要繼續(xù)增加檔位或重新選擇電動機(jī)。PA（PfPw）TBPeiguNuu（）電機(jī)的參數(shù)要求（見表、表，初選變速器傳動比ig，主減速器傳動比i）。表各工況對電機(jī)參數(shù)的要求圖單一傳動比的功率平衡PA（PfPw）TBPeigiguNuu表參數(shù)圖兩級傳動比的功率平衡圖所選電動

7、機(jī)主要參數(shù)數(shù)值參數(shù)外形尺寸（）工作轉(zhuǎn)速（）峰值轉(zhuǎn)矩（·）數(shù)值×PA額定功率（）（PfPw）TB電池電壓（）額定轉(zhuǎn)速（）Peigig由表可見，爬坡時電機(jī)轉(zhuǎn)矩不足，因此增加變速器一個檔位，爬坡時采用ig，主減速器傳動比不變i，對應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩如表。根據(jù)以上計算結(jié)果，選擇的電動主要參數(shù)如表，特性曲線如圖。檔位及傳動比的選擇和電動機(jī)的參數(shù)匹配相輔相uuNu成，初選方案前面已述，即變速器采用兩個檔位，一檔傳動比ig，二檔傳動比ig，主減速器傳動比i，計算圖產(chǎn)生缺口的功率平衡圖41EquipmentManufactringTechnologyNo.2，2010表明可以達(dá)到汽車最高車速和最大爬坡度要求。表爬坡時采用ig，i時電機(jī)參數(shù)要求轉(zhuǎn)矩（·）圖例轉(zhuǎn)矩：功率：圖變速器傳動方案功率（）結(jié)束語本文采用兩檔變速器與電動機(jī)匹配，傳動比大小只是一個方案，不一定最佳，利用軟件建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，可進(jìn)一步優(yōu)化傳動比參數(shù)，得到更好的動力性能。參考文獻(xiàn)：陳清泉，孫逢春，祝嘉光現(xiàn)代電動汽車技術(shù)北京：北京理工大學(xué)出版社，余志生汽車?yán)碚摚ǖ诎妫┍本簷C(jī)械工業(yè)出版社，姬芬竹，高峰，周榮純電動汽車傳動系參數(shù)匹配的研究汽車科技，（）：李征，周榮電動汽車驅(qū)動電機(jī)選配方法汽車技術(shù)，（）：轉(zhuǎn)速（）圖電動機(jī)特性傳動方案