純電動汽車自動變速器換擋規律探究

劉炳昌 張俊玲

摘 要：換檔規律是汽車自動變速器控制功能里比較重要地成分，換擋規律要求控制參數其正確對電動汽車自身的舒適性、動力性以及續駛里程都有著比較重要的作用.本文規劃了動力性以及經濟性這兩個換擋的具體情況，運用CRUISE系統對其仿真以及進行優化，以此推斷出合理的電動汽車的變速器其換擋規律，以便增快續駛里程以及更能夠有效地節約能源。

關鍵詞：純電動汽車；換擋規律；動力性；燃油經濟性；仿真

自動變速器的控制系統其最主要的功能就是換擋控制規律，對選擇控制參數的正確性對電動汽車的各項功能有著重大的改變。本文重點研究了電動汽車其自動變速器地換擋規律，使其在原始合理動力性的換擋規律上出現更適合電動車輛的更好的換擋的規律。本文通過對爬坡檔和加速檔齒輪式這2種純電動汽車為參考做出探討。因為相對于發動機來說，電動汽車其電動機地各種性能會更好一些，其轉矩以及轉速都更好去操控，所以其將離合器的裝置去除。

1 動力性換擋規律的研究意義

中國相對來說是個可開發資源較少的國家，而經濟發展又非常迅猛的國家，所以國家對于新能源環保汽車的探索非常熱衷。全球能源面臨的危機和日益產生的而環境問題已經讓電動汽車的發展成為歷史的必然。

2 以純電動汽車經濟性為目標的換擋規律的設計

純電動汽車可以在確保其動力性不變的前提后，可以使使用電能達到最低值，這種功能彰顯了它的經濟性。經濟性是純電動汽車的一個明顯標志，它對電動汽車的續駛里程起著最大地作用。電動汽車的能量裝置大概包含著能量的儲存裝置，驅動裝置和輔助電氣功能等等。在行駛的途中產生的能源的損失大部分是產生于電能使用和機械能使用，前者是在能源的轉換和傳遞的途中，后者是在機械能的傳動裝置中。運用加速踏板位置法和加速度法去規劃和設計兩檔自動變速的換擋規律，就得出汽車的加速踏板位置有著寬廣的覆蓋力，可以運用到實際生活中去。

電動汽車是運用環保的可循環利用的電能作為其動力的，這也就合理的解決了傳統內燃汽車的汽車尾氣造成的環境污染問題和對資源的浪費問題。純電動汽車的牽引電機的運作寬度比原來的傳統汽車有更加寬廣，而且電機在慢速時恒轉矩和快速時恒能量的特征比較符合車輛行駛的要求。但是不變的速度減速器只有一個擋位，這就讓電動汽車的運行效果一直都很低，這樣不僅消耗了電能還會縮短續駛里程，還相對的增加了對牽引電機的使用功率。電動汽車的牽引電機不僅要在恒轉矩范圍內運用比較快的瞬時轉矩，還要在恒功率范圍運用比較快的速度去運轉，只有這樣才能使汽車加速爬坡等等的高性能達到最高值。所以電動汽車應該設備更多擋才能降低其電池盒牽引電機的工作額度，才能讓電動汽車的性能發揮到極致。

手動變速器換擋操縱非常復雜，在換擋的過程中還需要切斷動力源，這樣就會對汽車的性能產生較大的影響。自動變速器相對于非自動變速器來說，其更能提升車輛的安全性和舒適性，這也就是汽車發展的趨勢。自動變速器不單是和手動變速器一樣，其傳動功率較高，結構相對緊密，并且市價相對較低等等的好處，還能合理的處理行駛過程中的換擋動力停止的缺點，還合理的將無級自動變速器以及液力自動變速器等等的換擋高品質的特點保存了下來。所以電動汽車運用兩檔雙離合自動變速器會有更科學高效的效率。

3 仿真計算與結果分析

3.1 動力性換擋規律仿真結果

運用CRUISE系統優化探討以及進行仿真模擬，電動汽車根據換擋規律改變的檔位可以知道，電動汽車能夠依據其速度，加速踏板的行程去完成順利的換擋動作，并且同時杜絕了多次換擋現象的發生。

3.2 經濟性換擋規律仿真結果

運用油門法去制定電動汽車自動換擋裝置，其經濟性的換擋規律，電動汽車的行駛途中獨自選擇一檔，或者二檔行駛。假如依據運用油門法經濟性換擋規律去完成換擋的動作，則電動汽車的驅動電機將會很長時間處于最低的功效上。運用加速踏板位置法和加速度法其動力性的換擋規律，電動汽車在行駛途中就會完全處在一檔或者二檔地最高效率上。這就表明電動汽車的行駛過程中驅動電機不僅符合了了車速的問題，還能是汽車完全保持在較高功效的區域，就能有效的加強對電能的運用，讓燃油符合經濟性標準。這就表明最開始規定的經濟型換擋規律是相對符合要求的。

4 總結及展望

此研究的創新點在于其結構較為簡單。電動汽車的電機裝置可以在特定的區域里調整其速度，所以這種變速裝置只用兩個前進擋就可以讓整個汽車的效率提高，并且還優化了其傳動裝置。其離合器換擋機構對離合器的結合和分離控制就能達到自動變速的要求，此過程中并不需要換擋執行機構。第二是更減少成本，雙離合器自動變速器很好地將傳統的自動變速器的特點延續了下來，這就讓對技術的改造的成本費用大大降低。純電動汽車的電池和電機是比較貴的，運用兩檔雙離合器自動變速器可以節省電池的電量，降低對電機的運用，這樣就能降低制車的成本。三是其換擋品質較高。雙離合器自動變速器的裝置并不復雜，其功能也相對合理簡易，可以在換擋的時候不用斷開其動力，這就有不錯的的換擋品質以及傳動的功效。四是其維修更為方便，費用也較低。其沒有液壓裝置，減少了行使換擋裝置等等的較為麻煩的步驟，這就減少維修的資金。

本文分析探討了自動變速器換檔規律的發展方向，對換擋規律的種類和制定的方法進行了深度的探討。能夠了解實車控制的換擋規律能夠依據不同人群的特性和要求的高低而有所差異。所以，對于換擋規律的研究就是探討怎樣能夠讓合理的換擋規律滿足汽車的更高的性能。不過不管其設備和途徑怎樣改變，其根本的目標還是保證電動汽車的高效率和燃料的經濟性。

參考文獻：

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作者簡介：劉炳昌（1974—），山東壽光人，講師。