为了擢升车辆的动力机能和续驶里程,基于某款纯电动汽车,将原有的单级减速器更换为两挡变速器,并对两挡传动比参数实行了配合准备,同时基于Cruise模子仿真准备
为了擢升车辆的动力机能和续驶里程,基于某款纯电动汽车,将原有的单级减速器更换为两挡变速器,并对两挡传动比参数实行了配合准备,同时基于Cruise模子仿真准备,对搭载电机减速器和两挡变速器车辆的动力性和经济性实行比较解析。
所查究的纯电动汽车是正在动力电池和驱动电机固定褂讪的条件下,将原有的单级减速器更换为两挡变速器。
针对纯电动汽车,目前国内大家采用NEDC(New European Driving Cycle,新欧洲驾驶轮回)工况权衡车辆的续驶里程,海外大家采用WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle,环球轻型汽车驾驶轮回)工况权衡车辆的续驶里程。
所以挑选NEDC工况及WLTC工况举动榜样轮回工况实行解析,勾结整车参数与传动体系参数可能获得驱动电机正在两种工况下的转速-转矩点,各职业点如图1所示。
通过图1可知,车辆搭载驱动电机配合单级减速器时,正在NEDC工况及WLTC工况下绝大局限电机职业点结果偏低,电机的高效区没有获得充裕愚弄,晦气于擢升整车的续驶里程。假设换用两挡变速器,不单可能得回更高的极限车速、更少的加快时辰和更大的最大爬坡度,并且通过高、低速挡之间的切换,可能使电机尽量职业正在高结果区间,延迟车辆续驶里程,杀青整车动力机能和经济机能的同步擢升。
汽车传动体系速比的挑选需求统筹整车经济性和动力性的哀求,针对两挡变速器计划,一挡速比需求满意最大爬坡度的哀求,二挡速比需求满意最高车速的哀求,同时合理计划速比使行驶历程中驱动电机职业点的高频区与高效区重合到达延迟续驶里程的宗旨。
式中:i1为变速器的一挡速比;m为满载质地;g为重力加快率;f为滚动阻力系数;α为最大爬坡度对应的坡度角;CD为风阻系数;A为迎风面积;vα为爬坡车速;r为轮胎滚动半径;η为传动体系呆板结果;Tmax为驱动电机峰值转矩。
为了防卫驱动轮滑转,哀求感化正在驱动轮上的地面切向反感化力小于地面附效力,由式(2)确定一挡速比上限。
式中:φ为途面附着系数,平常干燥途面取0.7524;Fz为地面临驱动轮的法向反感化力。凭据驱动电机峰值转速下对应的最大转矩和最高车速对应的行驶阻力,由式(3)确定二挡速比下限。
式中:i2为变速器的二挡速比;vmax为最高车速;Temax为驱动电机额定工况下峰值转速对应的输出转矩。
为了防卫两挡速比分拨失当变成换挡时驱动力中缀,平常哀求一挡下电机峰值转速对应的驱动力应小于等于电机额定转速下对应的驱动力,如式(5)所示。
通过式(1)~式(5)准备可得,5.067≤i1≤17.751,2.013≤i2≤8.012,i1/i2≤2.681。则采用某款两挡变速器的一挡速比i1为14.8,二挡速比i2为6.5。
采用Cruise对搭载单级减速器和两挡变速器的整车实行模子搭修和机能仿真,首要对整车的动力机能和经济机能实行仿真比较解析。
研究到两挡变速器加众了换挡机构,组织丰富,结果稍低,参考汽车传动体系结果保举值将搭载单级减速器的传动体系结果修树为95%,搭载两挡变速器的传动体系结果修树为92%。
过程仿真准备得出:当车辆搭载单级减速器时,最高车速为133km/h;当搭载两挡变速器时,最高车速为160km/h。这是因为当驱动电机最高转速确守时,速比越小车速越高,所以二挡小速比可能得回更高的车速。
从图2(a)可能看出:当车速为30km/h时,搭载单级减速器的车辆爬坡度为33.2%;搭载两挡变速器的车辆爬坡度为35.6%,爬坡度略有擢升,当车速正在20km/h以下时,爬坡度擢升光鲜,这是因为低速时一挡大速比对应着更大的驱动扭矩,有利于擢升车辆的爬坡机能。
从图2(b)可能看出:搭载单级减速器的车辆百公里加快时辰为10.91s;搭载两挡变速器的车辆百公里加快时辰为12.25s,时辰有所延迟,然则正在低速时(小于70km/h),其百公里加快用时短于前者,这是由于低速时采用一挡大速比,驱动扭矩大使得加快时辰缩短,而正在高速时采用二挡小速比,驱动扭矩小加快时辰延迟。
基于Cruise搭修的整车模子,不同对搭载单级减速器和两挡变速器的车辆正在NEDC工况、WLTC工况及等速60km/h工况的续驶里程实行仿线可能看出:两挡减速器计划与单级减速器计划比拟,3种工况下的续驶里程均表现较大幅度擢升。NEDC工况和WLTC工况的擢升成果更为光鲜,这是由于变速器换挡也许调度驱动电机职业点,使驱动电机尽能够职业正在高结果区间。
明显。正在NEDC工况下,单个工况点结果擢升最高可达8%,续驶里程擢升22.453%;WLTC工况下,单个工况点结果擢升最高可达12%,续驶里程擢升41.096%;等速60km/h工况,单级减速器与两挡减速器计划比拟,驱动电机体系结果由82.085%降低至83.860%,续驶里程略有擢升。
1)正在车辆搭载驱动电机配合单级减速器时,参考驱动电机结果图,NEDC及WLTC工况下电机绝大局限职业点结果偏低,电机的高效区域没有获得充裕愚弄。
2)正在动力电池和驱动电机褂讪的状况下,基于整车参数和机能哀求对两挡变速器的传动比实行配合准备:一挡速比为14.8,二挡速比为6.5。
3)基于Cruise软件搭修整车模子,最高车速由采用单级减速器计划时133km/h降低至采用两挡变速器计划时160km/h;当车速为30km/h时,爬坡度由33.2%降低至35.6%,而百公里加快时辰有所延迟,但正在低速时采用两挡变速器计划加快机能更好;NEDC工况下续驶里程由273.498km擢升至334.906km,WLTC工况下续驶里程由237.722km擢升至335.417km,等速60km/h工况下续驶里程由362.647km擢升至374.333km。
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