1. Optimización de las relaciones de transmisión y calidad de cambio de transmisiones automáticas de dos velocidades para vehículos eléctricos puros
Resumen:
La transmisión es un componente clave del tren de transmisión del vehículo, que afecta directamente el rendimiento del vehículo. Para mejorar la eficiencia del motor de transmisión del vehículo eléctrico, la relación de velocidad fija se modifica el vehículo eléctrico y se adopta un esquema de relación de transmisión de dos velocidades para mejorar la eficiencia del motor de transmisión, lo que a su vez mejora el rendimiento general de la potencia del vehículo y Desempeño económico. El estudio se centra en la optimización de la relación de transmisión y la calidad de cambio de una transmisión automática de dos velocidades para vehículos eléctricos puros.
1 . Los parámetros básicos del vehículo
El vehículo eléctrico se estudió en base a un microcargue tradicional, reteniendo el sistema de suspensión original, utilizando baterías de ácido de manganeso de litio para la batería eléctrica y los motores sincrónicos de imán permanentes para el motor de transmisión. Después de una investigación integral, los parámetros del vehículo son: masa de carga completa 1 350 m/kg, eficiencia de transmisión mecánica 0.9, radio de rodadura de neumáticos 0.258 r/min, área de viento 1.868 A/m2, coeficiente de resistencia al aire 0.31. De acuerdo con los estándares estándar NACIONALES GB / T 28382-2012 y el posicionamiento del mercado, los indicadores de dinámica del vehículo son los siguientes: 30 minutos de velocidad máxima ≥ 80 km / h. Velocidad máxima de escalada ≥ 20%, velocidad de escalada de 4% de pendiente ≥ 60 km/h, velocidad de escalada de 12% pendiente ≥ 30 km/h, método de condición de trabajo que conduce el kilometraje ≥ 100 km.
2 . Se determinan los parámetros del motor de conducción
Al seleccionar el motor, es importante asegurarse de que el motor funcione con máxima eficiencia y también considerar la tasa de descarga máxima del paquete de baterías.
2.1 Cálculo de la potencia del motor de transmisión a velocidad máxima
A la mayor velocidad en un camino horizontal, ignorando la resistencia de la aceleración, deje que la velocidad del viento sea 0, entonces la potencia de salida del motor es
P1 es la potencia de accionamiento a velocidad máxima;
ηt es la eficiencia de transmisión mecánica;
Mg es la masa completamente cargada del vehículo;
F (U) es el coeficiente de resistencia a la rodadura;
Umax es la velocidad máxima del vehículo;
El CD es el coeficiente de resistencia al aire;
A es el área de barlovento.
dónde
F (u) = 1.2 (0.009 8 + 0.002 5 [u/(100 km/h)] + 0.0004 [u/(100 km/h)] 4).
De acuerdo con la demanda real y los estándares internacionales, elija la velocidad de 100 km/h, de acuerdo con la fórmula (2), el resultado del cálculo es 0.015 24, sustituya la fórmula (1), el resultado del cálculo es P1 = 13.2 kW. Si la velocidad del vehículo en línea con el estándar nacional de no menos de 85 km/h, entonces la potencia del motor también puede elegir un más pequeño. .
2.2 Cálculo de la potencia del motor de transmisión con la escalada máxima
La potencia requerida para la escalada se calcula ignorando la potencia de resistencia al aire y la potencia de resistencia de aceleración, entonces la potencia de salida del motor se puede calcular como f (u) = 0.012 7, de acuerdo con la fórmula (3) se puede calcular como p2 = 26 KW.
P2 es el poder de conducción máximo de escalada.
Yo es el grado de escalada;
UA es la velocidad mínima del vehículo al subir .
2.3 Cálculo de rendimiento de aceleración de la potencia máxima del motor de transmisión
Suponiendo una velocidad del viento de 0, la potencia máxima del vehículo eléctrico en una carretera horizontal se encuentra al final del proceso de aceleración de todo el vehículo.
P3 es la potencia máxima requerida en el momento final de aceleración uniforme;
TA es el tiempo de aceleración uniforme;
UA es la velocidad al final de la aceleración uniforme.
De acuerdo con el estándar GB/T 28382-2012, TA es 10 s, y P3 = 21.3 kW se puede calcular de acuerdo con la ecuación (2) y (4). Según la ecuación (1), la potencia nominal del motor es de 15 kW, y la potencia máxima del motor es de 30 kW según la ecuación (3) y (4). Para satisfacer el factor de costo y la demanda real, el motor finalmente se selecciona con una potencia nominal de 15 kW y una potencia máxima de 30 kW.
3. La relación tradicional de la línea de transmisión se determina comparando el rendimiento de potencia de la transmisión utilizando las siguientes relaciones sin cambios en las condiciones de conducción y las características del motor, para lograr la optimización de la relación de transmisión y mejorar la calidad del cambio.
3.1 rendimiento de potencia de una sola relación
Para tener en cuenta el grado máximo de escalada y la velocidad máxima, la relación de transmisión fija se elige para ser 6.963, luego su resistencia y equilibrio de potencia, 85 km/h es la velocidad máxima alcanzada, el 12% de la pendiente es la pendiente máxima, Para que el rendimiento de escalada sea satisfecho, la potencia máxima del motor se incrementa a 45 kW y la velocidad aumenta a 9 000 r/min para lograrlo.
Los principales problemas en este caso son la necesidad de aumentar la potencia de descarga de la batería, la lubricidad de la caja de cambios y el impacto en la inversión del eje de entrada de la caja de cambios en la marcha atrás.
3.2 Rendimiento de potencia de las dos relaciones de transmisión Si la entrada de potencia del motor es la misma, la relación alta de transmisión y la baja relación de transmisión de las dos transmisiones de engranajes son 6.5 y 10 respectivamente.
90 km/h es la velocidad máxima que se puede lograr, mientras que el gradiente máximo de escalada no alcanza el 20% y solo se puede abordar. Por lo tanto, se requiere una mayor potencia de salida del motor de transmisión para lograr velocidades más altas y grados de escalada, lo que requiere que se mejore el rendimiento de la batería.
3.3 Rendimiento de potencia de una relación de transmisión de cinco velocidades
Con una clasificación de potencia de 15 kW, las relaciones máximas y mínimas de la transmisión de cinco velocidades son 3.538 y 0.78 respectivamente, con una relación de reducción principal de 3.765 y una relación de marcha atrás de 3.454. 96 km/h es la velocidad máxima que se puede lograr con la transmisión de cinco velocidades en la clasificación de potencia de 15 kW, y el gradiente máximo de escalada es más del 20%, por lo que el rendimiento de la potencia se cumple efectivamente. Si se requiere la velocidad estándar mínima de 85 km/h, las relaciones máximo y mínima de la transmisión de cinco velocidades son 5.494 y 1.033 respectivamente, con una relación de reducción principal de 4.314 y una relación de marcha inversa de 3.583. Con una potencia nominal de 11 kW, el vehículo puede alcanzar una velocidad máxima de 85 km/h y un gradiente máximo del 20%. Con dos engranajes, el requisito de energía de descarga de la batería es de 30 kW, con un multiplicador de descarga de 1.28; Con cinco engranajes, la batería solo necesita proporcionar 15 kW de potencia de descarga para cumplir con el rendimiento de la potencia, con un multiplicador de descarga de 0.64. Por lo tanto, los requisitos de rendimiento de la batería se reducen significativamente al usar una transmisión de cinco velocidades.
3. 4 Comparación de 3 tipos de transmisión
Según el análisis anterior, la velocidad máxima y la escalada máxima de la colina para las tres transmisiones se muestran en la Tabla 1 si el motor se selecciona con una clasificación de potencia de 15 kW. Con un motor de 15 kW y una transmisión de cinco velocidades, se puede lograr la velocidad máxima y el gradiente máximo.
En términos de consumo de energía, en las mismas condiciones, la potencia mínima de la transmisión de cinco velocidades es de 11 kW, la salida mínima de la transmisión de dos velocidades es de 15 kW y la transmisión de una sola velocidad es de 45 kW.
En términos de consumo de energía, la transmisión de cinco velocidades es la más baja.
3. Conclusión
Este estudio muestra que la relación de transmisión automática de dos velocidades de vehículos eléctricos puros es mejor que la relación de transmisión de una sola velocidad, pero ligeramente peor que la relación de transmisión de cinco velocidades. Por lo tanto, para vehículos eléctricos puros con transmisión de dos velocidades, para mejorar la relación tradicional y lograr la velocidad máxima y el grado de escalada máximo, la transmisión puede mejorarse, utilizando la transmisión de cinco velocidades, lo que puede lograr la mejora del rendimiento del vehículo . En esta etapa, las transmisiones de cinco velocidades ya han logrado el desarrollo industrial, mientras que los resultados del desarrollo de la transmisión de dos velocidades obviamente no son obvias, por lo que las transmisiones de cinco velocidades se pueden aplicar directamente a las tecnologías y logros existentes, para lograr una reducción en la investigación y Los costos de desarrollo, mientras que las transmisiones de cinco velocidades en la batería, los requisitos del motor no son altos, es la principal dirección del futuro desarrollo de vehículos eléctricos.
