變速器對(duì)電動(dòng)汽車能量消耗的影響

電動(dòng)汽車有限的行駛里程限制了其使用范圍。通過(guò)改善電動(dòng)汽車的能量消耗可實(shí)現(xiàn)其行駛里程的增加。傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直接影響電動(dòng)汽車的能量消耗。目前，電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中采用的永磁同步電機(jī)具有效率高、發(fā)熱少、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。從性能的角度看，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩已被確定時(shí)其輸出功率也是確定的，這樣在優(yōu)化電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)往往會(huì)忽略變速器的作用，從而造成電動(dòng)汽車能量消耗的增加。為此，通過(guò)分析變速器對(duì)電機(jī)效率的影響以改善電動(dòng)汽車能量消耗。

對(duì)不同變速器影響電動(dòng)汽車能量消耗的核心思想進(jìn)行了研究，因?yàn)榧词乖谙嗤妮敵龉β氏码姍C(jī)的效率也不同，這意味著盡管不同轉(zhuǎn)速的組合能夠獲得相同的輸出功率，但不同組合下的電機(jī)效率卻不相同。選擇3種變速器分析不同變速器對(duì)電機(jī)效率的影響。3種變速器分別是：?jiǎn)渭?jí)減速器、5級(jí)變速器和無(wú)級(jí)變速器。仿真時(shí)，首先確定3種變速器的變速器損失、齒輪比選擇策略和效率曲線，之后建立傳動(dòng)系統(tǒng)模型（包括電氣元件效率、傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、再生制動(dòng)比例和傳動(dòng)比的選擇）。仿真時(shí)，分別執(zhí)行新歐洲駕駛循環(huán)（NEDC）和美國(guó)聯(lián)邦測(cè)試駕駛循環(huán)（FTP-75），計(jì)算不同變速器下電動(dòng)汽車的能量消耗。結(jié)果顯示，在NEDC循環(huán)工況下，3種變速器下電動(dòng)汽車的能量消耗分別為 133kWh/ 100km、131kWh/100km、130kWh/ 100km；在FTP-75循環(huán)下，該值分別 為 326kWh/100km、318kWh/ 100km、316kWh/100km；與不使用變速器時(shí)的電動(dòng)汽車能量消耗相比，在NEDC循環(huán)工況下約改善了2.5%、在FTP-75循環(huán)工況下約改善了3%。

Mohammad Gerami Tehrani et al.SAE 2016-01-9016.

編譯：王淼