纯电动汽车两档变速器的应用

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电动汽车用两挡AMT简介20140320

40 20 0 24 22 20 18 16 0 0.25 0.5
目标转矩实际转矩
1.25 1.5
1.75
2
2.25 2.5
传感器值(°)
0
0.25
0.5 0.75
1
1.25 1.5
1.75
2
2.25 2.5
换档电流I(A)
车速v(km/h)
0.75
A. 驱动电机调速控制
同步时传动系统动力学简化模型
J1 Mf M阻 J2
接合套转速低于接合齿圈转速，接合套受到的阻力矩与从动部分作用于同步环的摩擦力矩方向一致，有利于同步器同步；如果接合套转速高于接合齿圈转速，不利于同步器同步。
1
2
ig
M
调速策略接合套转速低于接合齿圈转速
J1 Mf J2
开始
目标档位挂档发出电机自由模式指令否电机输出转矩=0 是摘档否由传感器信号判断是否到空挡位是驱动电机调速否调速度是否完成是摘档是否完成是否调速度是否完成是继续摘档否恢复驱动电机转矩由传感器信号判断档位是否挂上是否
结束
换挡过程控制策略
换挡过程的控制策略主要体现为对驱动电机的调速控制和对换挡执行机构的速度控制
两挡 4.868 7.599 133.35
最大爬坡度(%)
ECE耗能（kJ）能量消耗率(kWh/100km)
≥25
470.8 12.86
≥25
448.6 12.24
续驶里程(km)
95.85
100.60
两挡传动系统，电机峰值功率降低了8.57%，最大转矩降低了8.50%，最高转速减小了 25%以上（<4500rpm）。

电动车两档变速器换挡机构设计

电动车两档变速器换挡机构设计概述电动车的变速器是控制电动车动力输出的重要组成部分。

在传统的燃油车中，变速器的作用是根据驾驶情况和车辆负载的不同来调整发动机的转速和车轮的转速比。

而在电动车中，由于电机的特性和输出方式的不同，变速器则起到了控制电机转速和车轮转速之间的匹配的作用。

本文将从电动车两档变速器换挡机构的设计方面进行探讨，介绍其基本原理和关键技术，以及设计时需考虑的因素。

基本原理电动车的两档变速器主要是通过调整电机转速和车轮转速之间的转速比来实现换挡的目的。

一般情况下，电动车的低速档用于提供较大的起步力，适用于起步和爬坡等较大负载情况；高速档则用于提供较高的车速，适用于平路和高速行驶。

在换挡过程中，换挡机构需要通过控制离合器的工作状态来实现不同档位之间的平稳切换。

换挡机构一般包括选择器、离合器和齿轮组成的主要部件。

关键技术1.选择器设计：选择器是控制离合器工作状态的重要部件，需要具备精确的操作性能和可靠的工作寿命。

其设计时需考虑到各个档位之间的切换关系和机构的结构设计，以保证换挡的平稳和快速。

2.离合器设计：离合器是完成换挡过程的关键部件，其设计需要考虑到离合器的承载能力、工作可靠性和寿命等因素。

同时，离合器的设计还需与电动车的特性相匹配，以提高整车的动力输出效率。

3.齿轮设计：齿轮的选择和设计对于变速器的性能有着重要影响。

在电动车的两档变速器中，齿轮的设计需要考虑到档位的变化范围和车辆的使用条件，以保证换挡的平稳和可靠性。

设计考虑因素在进行电动车两档变速器换挡机构的设计时，需考虑以下因素：•动力输出需求：根据电动车的使用需求和性能要求来确定换挡机构的设计方案。

•空间和重量限制：电动车换挡机构需要在有限的空间内完成设计，并尽可能减轻整车的重量。

•换挡平稳性：换挡机构的设计要保证在不同路况和负载下，换挡过程能够平稳、快速地完成，避免对车辆和驾驶员造成不良影响。

•可靠性和寿命：换挡机构的设计需考虑到零件的可靠性和寿命，以确保整个系统的稳定性和长期使用性能。

纯电动汽车两档式驱动桥设计

纯电动汽车的两档式驱动桥设计通常采用单速和双速两种类型，其中双速驱动桥可以提高车辆的加速性能和能效。

以下是关于纯电动汽车两档式驱动桥设计的基本原理和特点：
单速驱动桥设计：
-工作原理：单速驱动桥设计中只包含一个齿轮组合，通过电机直接驱动车轮。

-特点：
-结构简单，成本较低。

-加速平顺，适用于城市行驶和日常驾驶需求。

-限制了车辆在高速时的加速性能和效率。

双速驱动桥设计：
-工作原理：双速驱动桥设计中包含两个齿轮组合，可以切换不同的齿轮比来实现不同速度范围的工作。

-特点：
-提高了车辆在起步和加速阶段的性能，改善了动力输出曲线。

-在高速行驶时，可选择更高的齿轮比以提高能效和续航里程。

-需要更复杂的传动系统设计，成本和重量可能会增加。

设计考虑因素：
1. 电机功率和扭矩输出：双速驱动桥需要更大功率和扭矩输出的电
机来支持不同速度下的加速需求。

2. 变速箱设计：设计合适的变速箱和齿轮组合以满足不同工况下的动力需求。

3. 控制系统：需要智能控制系统来实现齿轮比的切换和协调电机、变速箱等部件的工作。

4. 性能与效率权衡：在设计中需要平衡加速性能、能效和续航里程等方面的需求。

双速驱动桥设计可以优化纯电动汽车的性能表现，提高驾驶体验和整体效率，是未来发展的一个重要趋势。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计1. 变速器的基本原理和结构变速器是汽车传动系统的重要组成部分，它能够通过改变汽车发动机输出轴和车轮之间的传动比来实现汽车的加速、减速和行驶。

在纯电动汽车中，由于电机的特性和传动系统的设计，常用的变速器结构是行星齿轮自动变速器。

行星齿轮自动变速器是一种复杂的机械传动系统，由太阳轮、行星轮、外齿圈、离合器、湿式多片离合器和液压控制装置等部件组成。

它的工作原理是通过改变太阳轮、行星轮和外齿圈之间的组合关系来实现不同的传动比，从而达到变速的目的。

行星齿轮自动变速器的工作原理主要包括以下几个部分：（2）外齿圈的定位和控制：外齿圈是由外齿和外齿轴组成的部件，它可以通过液压控制装置来实现定位和控制。

在不同的工况下，外齿圈可以和太阳轮或者行星轮组合，从而改变传动比。

（3）湿式多片离合器的控制：湿式多片离合器是由摩擦片、摩擦板和液压控制装置组成的部件，它可以通过控制液压腔压力来实现离合和结合。

在变速器工作过程中，湿式多片离合器可以实现不同部件之间的相对运动和传动比的变化。

3. 变速器的结构设计要求根据纯电动汽车的特点和发展趋势，变速器的结构设计需要满足以下几个重要的要求：（1）紧凑型设计：由于纯电动汽车的电池和电机布局的限制，变速器的尺寸和重量需要做到尽可能的小和轻。

变速器的结构设计需要尽可能的紧凑，减少部件数量和占用空间。

（2）高效率和长寿命：为了提高纯电动汽车的能效和运行稳定性，变速器的结构设计需要考虑到传动效率和使用寿命。

通常情况下，采用高强度材料和精密加工工艺可以提高变速器的传动效率和使用寿命。

（3）舒适性和智能化：随着汽车科技的不断进步，用户对汽车的舒适性和智能化要求越来越高。

变速器的结构设计需要考虑到变速过程的平稳性和自动化程度，满足用户的驾驶和乘坐需求。

（1）太阳轮和行星轮的布置：在变速器中可以将太阳轮设置在中心位置，行星轮设置在外围位置。

这样可以减少变速器的尺寸和重量，提高传动效率和使用寿命。

新能源电车档位操作方法

新能源电车档位操作方法
新能源电车一般都配备有自动变速器，操作方法如下：
1. 启动电动车：按下电车上的启动按钮或踩下刹车后，按下电源键启动电动机。

2. 切换档位：将选档杆从"P"档位置移到"D"（驱动模式）或"R"（倒车模式）位置。

根据需要前进或后退选择相应的档位。

3. 前进和后退：当将选档杆切换到"D"位置时，轻踩加速踏板即可实现前进。

当将选档杆切换到"R"位置时，轻踩加速踏板即可实现后退。

注意在选择档位前，确保踩下刹车。

4. 驾驶模式选择：一些新能源电车还配备有多种驾驶模式，如普通模式、运动模式、节能模式等。

选择不同模式可以改变车辆的动力输出和节能效果。

一般通过控制面板或中控屏幕上的按钮进行选择。

5. 停车：当需要停车时，将选档杆切换到"P"（停车模式）位置，轻踩刹车将车辆停稳后松开加速踏板即可。

需要注意的是，不同品牌和型号的新能源电车可能会有稍许不同的操作方法，用户应详细阅读车辆使用手册，并按照车辆使用手册的指示进行操作。

纯电动汽车两档变速器的研究与设计

ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｗｊｔｈＴｗｏ－ＳｐｅｅｄＧｅａｒｂｏｘ
ＬＩＵＺｈｅｎ－ｊｕｎ，ＣＵＩＲｏｎｇ — ｂｉｎ，ＺＨＡＯＪｉｎｇ — ｌｉｎｇ，ＳＨＩＢｏ
ｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｔｗｏ－ｓｐｅｅｄｇｅａｒｂｏｘｏｆｔｈｅｂａｓｉｃｓｔｕｃｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｍａｔｃｈｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｕｓｅｄｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅｏｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｄｅ — ｓｉｇｎｅｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｇｅａｒｓａｎｄａｘｌｅｓ，ａｎｄｕｓｅｄｐｒｏｅｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｔｗｏ — ｓｐｅｅｄｇｅａｒｂｏｘ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｔｗｏ — ｓｐｅｅｄｇｅａｒｂｏｘ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｅａｒｒａｔｉｏ；３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇ

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计【摘要】本文主要讨论了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计，通过引言部分介绍了研究背景、研究意义和研究目的。

在正文部分分析了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的基本原理、齿轮箱设计、行星齿轮系统设计、动力传递系统设计和结构优化设计。

结论部分归纳了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的重要性，探讨了未来发展方向，并对研究内容进行了总结。

该研究对提高纯电动汽车的性能和节能环保具有重要意义，为未来的汽车工程技术发展提供了有益的参考。

【关键词】纯电动汽车，两挡，行星齿轮，自动变速器，结构设计，基本原理，齿轮箱设计，动力传递系统设计，结构优化设计，重要性，未来发展方向，总结。

1. 引言1.1 研究背景现在汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的交通工具，而随着全球对环境保护和节能减排的重视，纯电动汽车逐渐成为汽车行业的发展趋势。

而纯电动汽车的自动变速器作为其关键部件之一，对其性能和效率起着至关重要的作用。

对纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计进行研究和优化，将有助于提高纯电动汽车的性能和驾驶体验，推动纯电动汽车技术的发展和普及。

本文将深入探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计原理及优化方向，为纯电动汽车的发展提供参考和指导。

1.2 研究意义纯电动汽车是未来汽车发展的趋势，具有零排放、低噪音和高效率的特点，因此受到越来越多消费者的青睐。

而自动变速器作为汽车的重要组成部分，对于提升驾驶舒适性和能效性起着至关重要的作用。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的研究意义在于，可以提高变速器的效率和可靠性，进一步提升纯电动汽车的整体性能。

通过对变速器结构进行优化设计，可以实现更顺畅的动力传递，减少能量损失，延长汽车的使用寿命。

优化设计也可以减少零部件的磨损和故障率，降低维护成本，提高汽车的可靠性和稳定性。

在当前环保和节能的大环境下，纯电动汽车的发展已经成为汽车行业的主流趋势。

电动汽车两挡减速器工作原理解析

电动汽车两挡减速器⼯作原理解析由于⼯作特性要求，车辆需求动⼒源在低速时输出⼤扭矩，⾼速时输出恒功率，传统内燃机输出特性⽆法与车辆直接匹配，需要匹配⼀个多挡变速器满⾜车辆需求。

对于纯电动汽车⽽⾔，由于电机具有与传统内燃机不同的⼯作特性，在低速时能够输出⼤扭矩，⾼速时能够输出恒功率，因此电机特性能够基本与车辆需求吻合，⽆需增加多挡变速器，只需增加⼀个单级减速器或者两挡变速器即可。

单级减速器⽅案传动效率⾼、资源丰富、开发难度⼩，基本可以满⾜中⼩型纯电动整车要求，⽬前量产车型⼤多采⽤固定速⽐的减速器，但是单级减速器⽅案需求电机扭矩较⼤、转速较⾼，⽆法有效控制电机运⾏状态。

两挡变速器⽅案可减⼩电机输出扭矩，降低电机体积和成本，优化电机运⾏状态，但两挡变速器增加了换挡机构，结构较复杂，效率稍低，需重新开发。

电驱动系统技术发展趋势多挡化：现有电机特性很难满⾜所有⼯况下的整车动⼒性、经济性需求，搭载多挡变速器可以多挡化：有效调节电机的输出表现。

⾼速化：通过提⾼电机的⼯作转速，采⽤适当的变速系统及控制策略，可以使回馈制动的允许⾼速化：范围拓宽，从⽽适应更多⼯况，使整车节能更加有效，提⾼续驶⾥程。

⽬前很多主机⼚的驱动电机最⾼转速已达14000rpm以上，随着驱动电机⾼速化的发展，电动汽车变速器的⾼速化也将成为⼀种趋势。

模块化：模块化：电机、变速器、控制器集成⼀体，使整车结构更紧凑、性能更优异，便于控制和降低成本。

模块化机电耦合传动系统的集成设计和管理控制是电动汽车动⼒传动系统的发展⽅向。

电动汽车单挡减速器存在的问题动⼒性问题：单⼀速⽐设计，低速起步加速性、⾼速巡航速度以及爬坡度等性能不能兼顾动⼒性问题：经济性问题：电机⾼效⼯作区间有限；电池电量有限，⾼速⾏驶时车辆耗电量显著增⼤，单⼀经济性问题：速⽐导致制动能量回收效果⼀般舒适性问题：尤其是车速≥80km/h，动⼒加速表现薄弱，影响驾驶员主观感受舒适性问题：安全性问题：⾼速超车时，不能有效提升驱动加速度，⾏驶安全⽋佳；部分减速器缺少传统燃安全性问题：油车P挡驻车功能可靠性问题：电机⾼转速⼯作时，对电机热管理、NVH、密封性等有很⼤挑战；减速器⾼速运可靠性问题：⾏时，对齿轮加⼯⼯艺、轴承寿命、摩擦磨损润滑等也提出很⾼要求▲某两挡箱两挡变速器技术亮点动⼒性提升：减⼩百公⾥加速时间；提⾼最⾼车速；保证最⼤爬坡度经济性提升：利⽤速⽐调节，扩⼤电机⾼效区间，降低电机⼯作转速；优化换挡策略，增⼤低速挡速⽐，利于扩展制动能量回馈范围，增加电池续航⾥程舒适性提升：全电控操作，⼀挡起步、⾼速⾃动换挡，驾驶平稳；⾼速⼯况下，巡航、超车、NVH性能有保证安全性提升：⼆挡⾼速⾏驶时，利⽤降挡加速超车，保证⾼速下的⾏驶安全；具有P挡驻车功能，保证静⽌状态下的车辆安全驻车▲某两挡箱两挡变速器的换挡平顺性问题在车辆换挡过程中，变速器输出轴扭矩的变化并不是连续的：1. 在处于原挡位阶段，车辆的冲击度取决于电机输出扭矩的变化率2. 摘空挡阶段，⽆冲击3. 同步阶段，取决于同步器摩擦⼒矩4. 挂上⽬标挡位后，车辆冲击度依然取决于电机输出扭矩的变化率。

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纯电动汽车两档变速器的
应用
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关于汽车变速器的一些“传统思维”：
1. 传统汽车
很明显的，发动机需要多档位的变速器进行配合：
•零转速时无扭矩
•转速范围限制（例如高达6000rpm）
•以特定的转速输出峰值功率
•档位越多越好（例如8档，9档，CVT…）
2. 纯电动汽车
典型设想：纯电动不需要多档变速器：
•电机在零转速时即可提供高扭矩（堵转扭矩）
•电机能够覆盖更广的转速范围（例如高达14000rpm）•在较宽转速范围内都能输出峰值功率
为什么纯电动汽车不需要多档变速器：
•多档变速器效率低
•多档变速器体积/重量大
•多档变速器成本高
•多档变速器影响纯电动汽车的舒适性
纯电动采用两档变速箱的优点：
•降低对堵转扭矩的需求==》可减小电机尺寸•优化效率==》增加续航里程
•提高最高转速
电机特性曲线
城市路况乡村
路况
高速
路况
乘用车载荷谱
来源：美国橡树岭国家实验室
来源：保时捷
电机效率最优区域通常是高负载下的中高速区域。

但实际驾驶工况中，使用最频繁的是较低负载时的不同速度区域内
两档变速器能够扩充高效区
为什么纯电动需要两档变速器
尽管如此：
•额外增加的成本需要受限
•额外增加的重量需要受限
•传动效率应当和单速比变速箱一样高效
•换挡需平顺，换挡无动力中断
→传统的内燃机自动变速箱不能满足需求
→需要一种专门的解决方案
单速比减速器
两速比变速器
新型两档变速器结构
①两个行星齿轮组
②单级主减速器
③可控干式摩擦制动器
④狗牙离合器
⑤差速齿轮
单速比减速器
两速比变速器
两档变速器的设计与开发
第一代
第二代
第一代第二代一档速比1:81:10-1:12二档速比1:4.61:5-1:6最大输入转速9000rpm12000rpm 最大输入转矩250N.m400Nm 中心距200mm180-220N.m 重量55kg45kg
最高效率96%97%
到最佳组合
动力升档（1档升2档）动力降档（2档降1档）
再生制动降档（2档降1档）
性能和效率的提升
纯电动两档动力换挡变速器VS 单速比减速器
续航里程提高4%至8%（取决于不同的驾驶循环）提高了最高车速
改善整车加速性能
改善爬坡性能
机械空档可实现故障防护功能
动力换挡进行无缝换挡
单速比两速比
空档无有
1档1:81:12
2档-1:6
模块化纯电动两档变速器
适合小排量发动机
单电机配置
运行模式
•两档纯电动模式
•两档发动机模式
•两档并联式混合动力模式
工程实例：
整车：1400kg
发动机：60kW ,100Nm，6000rpm
电机：40-60KW，200N.m，11000rpm
纯电动发动机
并联式混合动力
两档变速器非常适合增程器和并联式
混合动力总成，有助于提高最高车速
牵引力
车速
两档变速器在重卡上的应用
•增程式重卡
•输入转矩高达1650N.m，输出转矩13000N.m •274kW
•总长280mm
•双狗牙离合器配置（无动力换档）
总结与展望
总结：
•两档变速器是提升整车性能和效率的有效解决方案
•系统优化：可减小电机和逆变器
•新型两档机构能够使用一个摩擦离合器实现动力升降档
•能够使增程式电动车实现串联或并联模式
展望：
•第二代产品能够在保持一个紧凑的结构下，提供更宽泛的转矩•纯电动两档解决方案正逐步在向市场进行推广。