重卡雙電機動力驅(qū)動系統(tǒng)分析與設(shè)計

許坤1雙電機驅(qū)動系統(tǒng)分析與傳統(tǒng)商用車相比，新能源商用車以驅(qū)動電機和機作為動力源。在傳統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)上，純電驅(qū)動系統(tǒng)在整求上與發(fā)動機相比有增無減，需要結(jié)構(gòu)更加緊湊。在傳能方面，電機的效率區(qū)間比柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機更水冷電機在結(jié)構(gòu)上空間占用率大。因此，該系統(tǒng)直接采冷和熱交換器增加冷卻效果。換擋方案上，傳統(tǒng)的機械擋時，由于發(fā)動機或者新型商用車變速器的單電機為唯一源，整車進(jìn)行升降擋時，同步滑套或同步器必須進(jìn)入行換擋，導(dǎo)致整車存在動力中斷。因此，該方案采用雙電機驅(qū)動，同時采用雙中間軸布置，在整車換擋時，若其中一邊中間軸上的滑動齒套處于中間位置（無動力傳輸）時，另一邊中間軸的滑動齒套仍然處于擋位狀態(tài)（另一電機提供動力），仍然可為整車提供動力。電氣方案上，雙電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制單元與整車的控制變速箱又包括換擋機構(gòu)、取力器、各類傳感器、電機輸入軸同變速箱輸入軸通過內(nèi)外花鍵連接，整體布局取力器采用傳統(tǒng)的同步滑套式取力，取力方式為氣動法蘭式。換擋機構(gòu)設(shè)置在變速箱后方，采用氣動式換系統(tǒng)冷卻（包括雙電機）采用整體油冷，機械泵設(shè)置在總成后方，自電機控制器的相關(guān)信號、輸出換擋位置（設(shè)置有位置傳感器）2.1.1雙電機驅(qū)動系統(tǒng)輸出力的需求計算根據(jù)主機廠整車基本參數(shù)列表和性能指標(biāo)參數(shù)列表進(jìn)純電牽引車采用直驅(qū)電機加傳統(tǒng)后橋方案，同時采用高速根據(jù)整車基本參數(shù)列表及設(shè)計性能列表，計算電機需求根據(jù)整車基本參數(shù)列表及設(shè)計性能列表，計算電機需求齒軸材料及其熱處理方式是影響齒軸承載能因素，也是影響齒軸生產(chǎn)質(zhì)量和成本的主要環(huán)節(jié)。選擇齒軸材料使用工況等）、加工工藝材料來源及經(jīng)濟(jì)性等因素，使齒軸在滿20CrMo以及20CrNi2Mo等。這些材料主要是滲碳結(jié)構(gòu)鋼，滿足新能源變速箱對材料的需求，即具有耐磨、芯部硬度高以及結(jié)合2EMT的實際工況，尤其是與電機直連的一的輸入齒具備高轉(zhuǎn)速和低扭矩的特點，而一擋減速齒輪轉(zhuǎn)速和高扭矩的特點，綜合新能源變速箱的實際特點，壽命分析。具體的，結(jié)合傳統(tǒng)的齒軸使用壽命分析方法（使數(shù)分析）和當(dāng)前新能源變速箱的載荷譜分析方法，對齒軸使矩；二擋齒輪組運行時間、轉(zhuǎn)速以及扭矩；倒擋齒輪組使齒輪組替代的方法。載荷譜數(shù)據(jù)基于重型變速器壽命指標(biāo)位齒輪的實際數(shù)據(jù)。如圖2和圖3所示，2但不會失效滿足設(shè)計需求。其中，齒輪損傷總體結(jié)果優(yōu)秀，證過程中主要使用棒料加工。加工工藝過程為“棒料粗加工→花保證處理后的零件具有良好的力學(xué)性能、硬度、有效的硬化層深磨齒及磨外圓過程中，磨削的精度通常達(dá)到IT6～I(xiàn)T7公差等級，檢驗過程中，齒輪精度一般為6級，少數(shù)公法線長度、齒面的粗糙度、單個齒距偏差、徑向跳動A樣中試行了24V電源的直行電機換擋，過程換擋存在換擋速度過快的問題，且存在換擋沖擊，長時在換擋失效風(fēng)險。因此，后續(xù)驗證過程中采用氣動換擋配2個進(jìn)氣口和1個排氣口，如圖4所示。排氣口設(shè)置阻泥塞，防止泄氣灰塵。由換擋機構(gòu)氣缸軸發(fā)生軸向位移帶動同步撥叉，撥叉帶動同步環(huán)。環(huán)帶有內(nèi)外齒，內(nèi)齒與軸結(jié)合，外齒變速箱及電機冷卻共用一套冷卻系統(tǒng)，設(shè)置熱交箱最低位置，附近設(shè)置放油螺塞，螺塞內(nèi)附帶強性磁鐵附2EMT在磨合使用過程中產(chǎn)生的鐵屑等物質(zhì)。設(shè)置濾清器過濾，使得進(jìn)油品質(zhì)符合機械油泵和電子油泵的清潔度要求。布置于變速箱后方，借另一中間軸取力。機械泵可以在加或降低流量。電子油泵主要應(yīng)用在防止在高速運行、低速大扭矩、倒車工況以及機械泵失效情況下電機發(fā)熱較為嚴(yán)重的統(tǒng)中的所有電子元器件，包括用于檢測2EMT的轉(zhuǎn)速值向的雙通道轉(zhuǎn)速傳感器、用于檢測2EMT的擋位狀態(tài)及撥溫傳感器、用于控制2EMT整體系統(tǒng)的冷卻油流速的電子油泵、整體系統(tǒng)的換擋機構(gòu)氣路開關(guān)和取力器的氣路開關(guān)。電機控制器機械結(jié)構(gòu)上，直流高壓線連接整車電池作為電源輸入，三相高壓線連接電機用于電源輸出，同時用于控制電機為擋位齒輪減速，通過雙中間軸傳遞至輸出軸。此外倒擋，倒擋可通過電機反轉(zhuǎn)實現(xiàn)（發(fā)動機僅可以正轉(zhuǎn)，因此2.7雙電機驅(qū)動系統(tǒng)臺架測試相較于傳統(tǒng)發(fā)動機驅(qū)動的燃油車，純電驅(qū)動系統(tǒng)需要中，2EMT系統(tǒng)會產(chǎn)生大量熱。冷卻方案的設(shè)計對散熱能驅(qū)動產(chǎn)品性能及系統(tǒng)安全至關(guān)重要，因此系統(tǒng)溫升試驗是功機進(jìn)行測試，測功機以不同的轉(zhuǎn)速拖動電機轉(zhuǎn)動，測在臺架上，通常在電機的峰值轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)請2.7.4靜態(tài)換擋測試和動態(tài)換擋測試功能性。動態(tài)換擋則是模擬整車在運行過程缺的一部分。雙電機純電驅(qū)動系統(tǒng)可適用