电动汽车双速变速器传动系统的设计与优化

电动汽车双速变速器传动系统的设计与优化

为提高电动汽车双速变速器的性能和效率，进行了以下设计开发与优化。①双速变速器的开发和优化，选择齿轮传动比为设计变量，车辆性能和能源消耗为设计目标，通过仿真和优化来完成。②电动汽车安装直接驱动装置，进行双速变速器性能的估计与比较，提出了一种新优化齿轮传动比的方法。根据电动汽车的要求，选择最低整体能量消耗和从静止到100km/h的最小加速时间作为目标函数。

利用AVL Cruise软件模拟电动汽车，用来获得齿轮传动比与整体能源消耗和加速时间的关系。由于这两个目标函数需要同时优化，因此采用多目标优化方法。利用基于遗传算法的帕累托优化方法，并使用AVL Cruise对最佳传动比的值进行了验证。

高速电机采用双速传输，从静止到100 km/h的最小加速时间为17.05s，i1=5.9且i2=3.11时最低能量消耗为4.77kWh。对安装直接驱动装置的电动汽车模型采用低速电机布置进行了研究，并对其双速模式进行了开发和模拟，其能源效率优于高速电机，但是方案总成本较高。

最新研究表明，通过合理的模拟和测试，电动汽车采用多速传输是有利的，其效率和性能得到了改进。多速变速器能够降低电池能耗5%～10%，双速传动系统的驱动电机主要是二级齿轮起作用。与单速传动系统的驱动电机相比，双速传动系统的驱动电机在高转矩低转速下运转意味着其效率较高。

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

编译：王亮