變速器對電動汽車能量消耗的影響

變速器對電動汽車能量消耗的影響

電動汽車有限的行駛里程限制了其使用范圍。通過改善電動汽車的能量消耗可實現其行駛里程的增加。傳動系統結構直接影響電動汽車的能量消耗。目前，電動汽車傳動系統結構中采用的永磁同步電機具有效率高、發熱少、噪聲小等優點。從性能的角度看，永磁同步電機的轉矩已被確定時其輸出功率也是確定的，這樣在優化電動汽車傳動系統結構時往往會忽略變速器的作用，從而造成電動汽車能量消耗的增加。為此，通過分析變速器對電機效率的影響以改善電動汽車能量消耗。

對不同變速器影響電動汽車能量消耗的核心思想進行了研究，因為即使在相同的輸出功率下電機的效率也不同，這意味著盡管不同轉速的組合能夠獲得相同的輸出功率，但不同組合下的電機效率卻不相同。選擇3種變速器分析不同變速器對電機效率的影響。3種變速器分別是：單級減速器、5級變速器和無級變速器。仿真時，首先確定3種變速器的變速器損失、齒輪比選擇策略和效率曲線，之后建立傳動系統模型（包括電氣元件效率、傳動系統轉動慣量、再生制動比例和傳動比的選擇）。仿真時，分別執行新歐洲駕駛循環（NEDC）和美國聯邦測試駕駛循環（FTP-75），計算不同變速器下電動汽車的能量消耗。結果顯示，在NEDC循環工況下，3種變速器下電動汽車的能量消耗分別為 133kWh/ 100km、131kWh/100km、130kWh/ 100km；在FTP-75循環下，該值分別 為 326kWh/100km、318kWh/ 100km、316kWh/100km；與不使用變速器時的電動汽車能量消耗相比，在NEDC循環工況下約改善了2.5%、在FTP-75循環工況下約改善了3%。

Mohammad Gerami Tehrani et al.SAE 2016-01-9016.

編譯：王淼