순수한 전기 자동차에 대한 2 단 자동 변속기의 전송 비율 및 이동 품질 최적화

1. 순수한 전기 자동차의 2 단 자동 변속기의 전송 비율 및 이동 품질 최적화

요약:

변속기는 차량 드라이브 트레인의 핵심 구성 요소로 차량의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 전기 자동차 구동 모터의 효율을 향상시키기 위해, 고정 속도 비율 전기 자동차가 수정되고, 드라이브 모터의 효율을 향상시키기 위해 2 단 변속기 비율이 채택되어 전체 차량 전력 성능을 향상시키고. 경제적 능력. 이 연구는 순수한 전기 자동차에 대한 2 단 자동 변속기의 전송 비율 및 이동 품질의 최적화에 중점을 둡니다.

1 . 차량의 기본 매개 변수

전기 자동차는 전원 서스펜션 시스템을 유지하는 전통적인 마이크로 카를 기반으로 연구되었으며, 드라이브 모터 용 전력 배터리 용 리튬 망간 산 배터리와 영구 자석 동기 모터를 사용하여 원래 서스펜션 시스템을 유지했습니다. 포괄적 인 연구 후, 차량 매개 변수는 다음과 같습니다. 전체 하중 질량 1 350 m/kg, 기계식 전송 효율 0.9, 타이어 롤링 반경 0.258 r/min, 풍면 영역 1.868 A/m2, 공기 저항 계수 0.31입니다. National Standard GB / T 28382-2012 표준 및 시장 포지셔닝에 따르면 차량 역학 지표는 다음과 같습니다. 30 분 최대 속도 ≥ 80km / h. 최대 등반 속도 ≥ 20%, 20% 이상의 등산 속도 ≥ 60km/h, 12% 경사의 등반 속도 ≥ 30km/h, 마일리지 ≥ 100km의 작업 조건 방법.

2 . 구동 모터 매개 변수가 결정됩니다

모터를 선택할 때는 모터가 최대 효율로 작동하고 배터리 팩의 피크 방전 속도를 고려하는 것이 중요합니다.

2.1 드라이브 모터의 전력 계산 최대 속도

수평 도로에서 가장 높은 속도로 가속 저항을 무시하고 풍속을 0이면 모터의 출력 전력은

P1은 최대 속도의 구동 전력입니다.

ηt는 기계적 전송 효율입니다.

MG는 차량의 완전히로드 된 질량입니다.

F (u)는 롤링 저항 계수입니다.

Umax는 최대 차량 속도입니다.

CD는 공기 저항 계수입니다.

A는 바람이 부는 지역입니다.

어디

F (u) = 1.2 (0.009 8 + 0.002 5 [u/(100 km/h)] + 0.0004 [u/(100 km/h)] 4).

실제 수요와 국제 표준에 따르면, 공식 (2)에 따르면 100km/h 속도를 선택하십시오. 계산 결과는 0.015 24, 공식 (1)으로 대체되면 계산 결과는 p1 = 13.2 kW입니다. 국가 표준에 따라 차량의 속도가 85km/h 이상인 경우 모터 파워는 더 작은 것을 선택할 수 있습니다. .

2.2 최대 등반시 드라이브 모터의 전력 계산

언덕 등반에 필요한 전력은 공기 저항력 및 가속 저항력을 무시함으로써 계산 된 다음, 모터 출력 전력은 F (u) = 0.012 7으로 계산 될 수 있습니다. 공식 (3)은 p2 = 26으로 계산할 수 있습니다. KW.

P2는 최대 등반 유동력입니다.

나는 등반의 정도입니다.

UA는 등반시 최소 차량 속도 입니다.

2.3 가속도 성능 드라이브 모터의 최대 전력 계산

풍속이 0이라고 가정하면, 수평 도로에서 전기 자동차의 최대 전력 출력은 전체 차량의 가속 공정의 끝에 있습니다.

P3은 균일 한 가속의 마지막 순간에 필요한 최대 전력입니다.

TA는 균일 한 가속도 시간입니다.

UA는 균일 한 가속이 끝날 때의 속도입니다.

GB/T 28382-2012 표준에 따르면, TA는 10 초이고 P3 = 21.3 kW는 식 (2) 및 (4)에 따라 계산 될 수 있습니다. 식 (1)에 따르면, 모터의 정격 전력은 15kW이고, 모터의 피크 전력은 식 (3) 및 (4)에 따라 30kW입니다. 비용 계수와 실제 수요를 충족시키기 위해 모터는 최종적으로 15kW의 정격 전력과 30kW의 최대 전력으로 선택됩니다.

3. 드라이브 라인의 전통적인 비율은 구동 조건 및 운동 특성의 변화없이 다음 비율을 사용하여 전송의 전력 성능을 비교하여 전송 비율의 최적화를 달성하고 시프트 품질을 향상시킴으로써 결정됩니다.

3.1 단일 비율 전력 성능

최대 등반 정도와 최대 속도를 고려하기 위해 고정 변속기 비율은 6.963으로 선택되고 저항 및 전력 균형, 85km/h는 달성 된 최대 속도, 12% 경사는 최대 경사입니다. 등반 성능을 만족시키기 위해 모터의 최대 전력은 45kW로 증가하고 속도는 9,000 r/min으로 증가합니다.

이 경우 주요 문제는 배터리 방전 전력, 기어 박스의 윤활성 및 리버스 기어에서 기어 박스 입력 샤프트의 역전에 미치는 영향을 늘려야한다는 것입니다.

3.2 두 기어 비율의 전력 성능 모터의 전력 입력이 동일하면 두 기어 전송의 높은 기어 비율과 낮은 기어 비율은 각각 6.5 및 10입니다.

90km/h는 달성 할 수있는 최대 속도이며 최대 등반 기울기는 20%에 도달하지 않으며 접근 할 수 있습니다. 따라서, 더 높은 속도와 등반 정도를 달성하려면 구동 모터의 더 높은 전력 출력이 필요하므로 배터리의 성능도 향상되어야합니다.

3.3 5 단 변속기의 전력 성능

15kW 전력 등급의 경우, 5 단 변속기의 최대 및 최소 비율은 각각 3.538 및 0.78이며, 주요 감소 비율은 3.765이고 역 기어비는 3.454입니다. 96km/h는 15kW 전력 등급에서 5 단 변속기로 달성 할 수있는 최대 속도이며 최대 등반 기울기는 20%이상이므로 전력 성능이 효과적으로 충족됩니다. 최소 표준 속도 85km/h가 필요한 경우, 5 단 변속기의 최대 및 최소 비율은 각각 5.494 및 1.033이며, 주 감소 비율은 4.314이고 역 기어비는 3.583입니다. 11kW 등급의 전력으로 차량은 최대 85km/h의 최대 속도와 최대 기울기 20%에 도달 할 수 있습니다. 두 개의 기어를 사용하면 배터리 방전 전력 요구 사항은 30kW이며 배출 승수는 1.28입니다. 5 개의 기어를 사용하면 배터리는 전력 성능을 충족시키기 위해 15kW의 배출 전력 만 제공하면됩니다. 배출 승수는 0.64입니다. 따라서 5 단 변속기를 사용할 때 배터리 성능 요구 사항이 크게 줄어 듭니다.

3. 4 3 유형의 전송 비교

상기 분석을 기반으로, 모터가 15kW 전력 등급으로 선택되는 경우 3 개의 전송에 대한 최대 속도 및 최대 언덕 상승이 표 1에 나와 있습니다. 15kW 모터와 5 단 변속기를 사용하면 최대 속도와 최대 그라디언트가 달성 될 수 있습니다.

에너지 소비 측면에서, 동일한 조건에서 5 단 변속기의 최소 전력 출력은 11kW이고, 2 단 변속기의 최소 출력은 15kW이고 단일 속도 변속기는 45kW입니다.

에너지 소비 측면에서 5 단 변속기가 가장 낮습니다.

3. 결론

이 연구는 순수한 전기 자동차의 2 단 자동 변속기 비율이 단일 단속 전송비보다 낫지 만 5 단 변속기 비율보다 약간 더 나쁩니다. 따라서 2 단 변속기가있는 순수한 전기 자동차의 경우 전통적인 비율을 향상시키고 최대 속도와 최대 등반 정도를 달성하기 위해 5 단 변속기를 사용하여 전송을 개선하여 차량 성능의 향상을 달성 할 수 있습니다. . 이 단계에서 5 단 변속기는 이미 산업 개발을 달성 한 반면, 2 단 변속기 개발의 결과는 분명하지 않으므로 5 단 변속기는 기존 기술 및 성과에 직접 적용되어 연구 감소 및 업적을 달성 할 수 있습니다. 개발 비용은 배터리의 5 단 변속기가 있지만 모터 요구 사항은 높지 않지만 미래의 전기 자동차 개발의 주요 방향입니다.