電動汽車雙速變速器傳動系統的設計與優化

電動汽車雙速變速器傳動系統的設計與優化

為提高電動汽車雙速變速器的性能和效率，進行了以下設計開發與優化。①雙速變速器的開發和優化，選擇齒輪傳動比為設計變量，車輛性能和能源消耗為設計目標，通過仿真和優化來完成。②電動汽車安裝直接驅動裝置，進行雙速變速器性能的估計與比較，提出了一種新優化齒輪傳動比的方法。根據電動汽車的要求，選擇最低整體能量消耗和從靜止到100km/h的最小加速時間作為目標函數。

利用AVL Cruise軟件模擬電動汽車，用來獲得齒輪傳動比與整體能源消耗和加速時間的關系。由于這兩個目標函數需要同時優化，因此采用多目標優化方法。利用基于遺傳算法的帕累托優化方法，并使用AVL Cruise對最佳傳動比的值進行了驗證。

高速電機采用雙速傳輸，從靜止到100 km/h的最小加速時間為17.05s，i1=5.9且i2=3.11時最低能量消耗為4.77kWh。對安裝直接驅動裝置的電動汽車模型采用低速電機布置進行了研究，并對其雙速模式進行了開發和模擬，其能源效率優于高速電機，但是方案總成本較高。

最新研究表明，通過合理的模擬和測試，電動汽車采用多速傳輸是有利的，其效率和性能得到了改進。多速變速器能夠降低電池能耗5%～10%，雙速傳動系統的驅動電機主要是二級齒輪起作用。與單速傳動系統的驅動電機相比，雙速傳動系統的驅動電機在高轉矩低轉速下運轉意味著其效率較高。

Alexei Morozov et al.2014 IEEEInternationalElectric VehicleConference（IEVC），Florence-Dec 17-19，2014.

編譯：王亮