摘? 要：隨著新能源汽車在我國(guó)不斷發(fā)展壯大，對(duì)新能源汽車變速器與電機(jī)匹配要求也隨之增高。由于新能源汽車采用電機(jī)作為動(dòng)力輸出，具有低轉(zhuǎn)速大扭矩等等特點(diǎn)，所以一般新能源汽車采用兩檔變速器匹配電機(jī)。本文根據(jù)某型新能源汽車參數(shù)，對(duì)其變速器與整車匹配在CYC_UDDS工況下進(jìn)行優(yōu)化。

引言

傳動(dòng)系統(tǒng)不論在新能源汽車還是傳統(tǒng)汽車上，都起著重要的作用。新能源汽車動(dòng)力傳動(dòng)系設(shè)計(jì)就是合理地選擇傳動(dòng)關(guān)鍵部件的參數(shù)，主要有傳動(dòng)基本形式選擇，擋位設(shè)計(jì)，動(dòng)力匹配等。本次仿真選用中間軸式，兩檔變速器。兩軸式變速器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，檔數(shù)較少（只有兩個(gè)動(dòng)力擋位，一個(gè)空擋，無(wú)倒擋，倒擋通過(guò)電機(jī)反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)），故傳動(dòng)效率較高，同時(shí)噪聲低。本文根據(jù)某型新能源汽車參數(shù)，對(duì)其變速器與整車匹配在CYC_UDDS工況下進(jìn)行仿真。

1 整車參數(shù)選取

某型電動(dòng)汽車整車參數(shù)：

外 形尺 寸（mm）：3465×1618×1500;輪 距（mm）：1420/1410;軸距 （mm）：2340;整備質(zhì)量（kg）：1050;最大允許總質(zhì)量（kg）：1425;輪胎：165/60R14;乘員數(shù)：5;最大設(shè)計(jì)車速（km/h）：101;額定功率Pe/KW ：13.97;額定轉(zhuǎn)速ne/r/min：3500;額定轉(zhuǎn)矩Te/ N·m：38.12。

本次仿真選用兩檔變速器。一檔在常用低速段電機(jī)要好效率的運(yùn)行以及要滿足汽車爬坡功能的要求，二檔在滿足常用高速運(yùn)行段時(shí)電機(jī)要保持在高效運(yùn)行區(qū)，盡量降低此時(shí)的能源浪費(fèi)。各檔位傳動(dòng)比如下：一檔傳動(dòng)比i1=3.67;二檔傳動(dòng)比i2=2.45;主減速器傳動(dòng)比i3=4.89。

2 整車建模

ADVISOR主要用來(lái)對(duì)各種車輛的行駛狀態(tài)和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行快速分析，涉及車種包括傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)車及混合動(dòng)力車型。首先，ADVISOR 軟件依據(jù)所選道路的速度要求，將車輛速度發(fā)給車輛模塊，車輛模塊處理接受的信號(hào)后，并向其他模塊發(fā)送處理請(qǐng)求，最終將請(qǐng)求信號(hào)發(fā)送到電源控制模塊為止。接收到信號(hào)的電源模塊，根據(jù)已預(yù)置的算法，計(jì)算得到實(shí)際功率的最大提供值，根據(jù)與實(shí)際功率流相同的方向利用正向仿真，從電源模塊開(kāi)始到輪軸模塊，將已經(jīng)計(jì)算得到的實(shí)際提供的速度值，通過(guò)正向仿真?zhèn)鬟f到下級(jí)組件。整車仿真模塊，可以看到前后向仿真的仿真路徑和數(shù)據(jù)流的走向。

3循環(huán)工況設(shè)置

目前 Advisor2002 軟件可選擇的行駛工況有三種，在顯示界面的下拉菜單中“DriveCycle”、“Multiple Cycles”和“Test Procedure”即為三種行駛工況。本次選擇“DriveCycle”行駛工況。二十幾種標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)工況在Advisor軟件內(nèi)置，用戶可以根據(jù)需要選擇合適的循環(huán)工況，通常常用的主要有美國(guó)城市驅(qū)動(dòng)工況（CYC_UDDS）和歐洲驅(qū)動(dòng)工況（ECE_EUDC），本文的仿真測(cè)試將選擇純電動(dòng)汽車常用的美國(guó)城市驅(qū)動(dòng)工況（CYC_UDDS）。

界面中找到 Acceleration Text 選項(xiàng)點(diǎn)擊進(jìn)入。在顯示界面中，我們可根據(jù)要求對(duì)延遲換擋（Shift Delay）、測(cè)試結(jié)果（Test Results）、加速整車質(zhì)量（MassParameters）等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，需要另外在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中修改。本文在整個(gè)仿真過(guò)程中設(shè)置的數(shù)據(jù)為：0km/h～101km/h、40km/h～80km/h的加速時(shí)間，然后在加速度（Max accelrat）和最高車速（Max speed）這兩個(gè)選項(xiàng)的前面打鉤 。設(shè)置車輛爬坡性能仿真參數(shù)。最大爬坡度：25%，爬行時(shí)速35km/h，檔位：1擋。

4 修改源碼

4.1整車源碼修改

在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真前，需要對(duì)整車源碼進(jìn)行修改外形尺寸、整備質(zhì)量、輪胎直徑等參數(shù)。整車參數(shù)將直接影響仿真結(jié)果。進(jìn)入仿真頁(yè)面，選擇車輛類型：EV;選擇車輛模型EV-1。

4.2變速器源碼修改

本次仿真選用兩檔變速器，一檔傳動(dòng)比：i1=3.67;二檔傳動(dòng)比：i2=2.45;

主減速器傳動(dòng)比：i3=4.89。

選擇變速器模型TX-5SPD。

5結(jié)果分析

5.1行駛性能結(jié)果

從仿真結(jié)果看，車輛行駛最大時(shí)速為71.7mph=114.72km/h，優(yōu)于設(shè)計(jì)需求。0-60mhp，40-60mhp加速時(shí)間分別為5.7s和4.2s，均有著不錯(cuò)的加速能力表現(xiàn)。本次設(shè)計(jì)任務(wù)最高車速為101km/h，可以看出從最高車速上來(lái)看，本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)能夠滿足要求。相對(duì)比與市場(chǎng)現(xiàn)有的新能源車型，0-60mhp加速時(shí)間為5.7s，加速時(shí)間略長(zhǎng)。通過(guò)分析，本次設(shè)計(jì)任務(wù)，給定的車輛質(zhì)量為1050kg，加上5名乘客，每名乘客65kg計(jì)算，本次仿真的車輛總質(zhì)量過(guò)重，這直接影響著車輛的加速能力。其次，最高車速高于設(shè)計(jì)值，可通過(guò)適當(dāng)增大主減速器傳動(dòng)比來(lái)降低最高車速，同時(shí)提升加速性能。

6.結(jié)論

本次共計(jì)車輛滿載（1050Kg+5*65Kg）共計(jì)行駛11.92Km，電池放電量從1.0降至0.92，耗電6%。計(jì)算得出，在CYC-UDDS美國(guó)測(cè)試工況下最大行駛里程200Km。電池能量轉(zhuǎn)化率89%，傳動(dòng)部分，變速器箱傳動(dòng)效率95%，車輛行駛最大時(shí)速為114.72km/h，0-60mhp，40-60mhp加速時(shí)間分別為5.7s和4.2s。

通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以充分體現(xiàn)出良好的傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)新能源汽車而言是非常有作用，可以很大程度地提車輛輸出功率。通過(guò)ADVISOR仿真了車輛在CYC_UDDS工況下各類行駛數(shù)據(jù)，對(duì)各種車輛的行駛狀態(tài)和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行快速分析，縮短了研發(fā)周期，可以快速幫助設(shè)計(jì)人員驗(yàn)證變速箱擋位設(shè)計(jì)合理性，對(duì)電動(dòng)汽車變速器整車性能設(shè)計(jì)起著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉吉仁. 基于ADVISOR的純電動(dòng)汽車兩檔變速器傳動(dòng)比設(shè)計(jì)與仿真分析.

[2]張良， 宋秦中， 劉旭，等. 基于ADVISOR的混合動(dòng)力汽車性能仿真研究[J]. 科技與創(chuàng)新， 2020（2）：3.

作者簡(jiǎn)介：

張倩，1989.01，女，漢族，河北張家口，碩士研究生，助理講師，研究方向：汽車整車實(shí)驗(yàn)，整車熱管理及整車性能匹配分析。