電動(dòng)汽車(chē)雙速變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

為提高電動(dòng)汽車(chē)雙速變速器的性能和效率，進(jìn)行了以下設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與優(yōu)化。①雙速變速器的開(kāi)發(fā)和優(yōu)化，選擇齒輪傳動(dòng)比為設(shè)計(jì)變量，車(chē)輛性能和能源消耗為設(shè)計(jì)目標(biāo)，通過(guò)仿真和優(yōu)化來(lái)完成。②電動(dòng)汽車(chē)安裝直接驅(qū)動(dòng)裝置，進(jìn)行雙速變速器性能的估計(jì)與比較，提出了一種新優(yōu)化齒輪傳動(dòng)比的方法。根據(jù)電動(dòng)汽車(chē)的要求，選擇最低整體能量消耗和從靜止到100km/h的最小加速時(shí)間作為目標(biāo)函數(shù)。

利用AVL Cruise軟件模擬電動(dòng)汽車(chē)，用來(lái)獲得齒輪傳動(dòng)比與整體能源消耗和加速時(shí)間的關(guān)系。由于這兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)需要同時(shí)優(yōu)化，因此采用多目標(biāo)優(yōu)化方法。利用基于遺傳算法的帕累托優(yōu)化方法，并使用AVL Cruise對(duì)最佳傳動(dòng)比的值進(jìn)行了驗(yàn)證。

高速電機(jī)采用雙速傳輸，從靜止到100 km/h的最小加速時(shí)間為17.05s，i1=5.9且i2=3.11時(shí)最低能量消耗為4.77kWh。對(duì)安裝直接驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)汽車(chē)模型采用低速電機(jī)布置進(jìn)行了研究，并對(duì)其雙速模式進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和模擬，其能源效率優(yōu)于高速電機(jī)，但是方案總成本較高。

最新研究表明，通過(guò)合理的模擬和測(cè)試，電動(dòng)汽車(chē)采用多速傳輸是有利的，其效率和性能得到了改進(jìn)。多速變速器能夠降低電池能耗5%～10%，雙速傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要是二級(jí)齒輪起作用。與單速傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)相比，雙速傳動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)在高轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)意味著其效率較高。

Alexei Morozov et al.2014 IEEEInternationalElectric VehicleConference（IEVC），F(xiàn)lorence-Dec 17-19，2014.

編譯：王亮