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1 350 m/kg，机械传动效 率0.9，轮胎滚动半径0.258 r/min，迎风面积1.868人/川2，空气阻 力系数0.31.
根据国标GB/T 28382—2012标准及市场定位，整车动力性指标 如下：30 min最高车速〉80 km/儿最大爬坡速度＞20%, 4%坡度的 爬坡车速〉60 km/h,12%坡度的爬坡车速〉30 km/儿工况法行驶里 程〉100 km拼多多团购特斯拉。
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
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尸二 1 （第g/OOx I Q加；J 1 一名13 600    76 140 ）
P1为最高车速时驱动功率；
nt为机械传动效率；
mg为整车满载质量；
f（U）为滚动阻力系数；
umax2011款奔腾b50为最大车速；
Cd为空气阻力系数；
北京市机动车违章查询A为迎风面积。
其中：
f (u) =1.2 (0.009 8+0.002 5[u/ (100 km/h) ]+ 0.000 4[u/ (100
km/h) ]4).
按照实际需求及国际标准，选择车上责任险100 km/h车速，根据式（2）, 计算结果为0.015 24,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85碗勺，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£（u）=0.012 7,根据式（3） 可计算出P2=26 kW。
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尸二”加欧（以）凡।院
'一 名 1 3 600    3 600 J'
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。
P3为匀加速末时刻所需的最大功率；
tay照为匀加速时间；
ua为匀加速时末速度。
根据GB/T 28382—2012标准可知，ta取值为10 s,根据式（2） 和式（4）可计算出P3=2L3 kW。
根据式（1）计算，确定电机额定功率为15 kW，由式（3）和式 （4）可知，电机峰值功率选定为30 kW。
为了满足成本因素与实际需求，最终选择电机额定功率15 kW， 峰值功率30 kW。
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，85 km/h为达到的最高车速骏捷1.8t，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45 kW，转速 提高到9 000「/川山才能实现。
这种工况下，存在的主要问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。
90 km/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。