变速器对电动汽车能量消耗的影响

变速器对电动汽车能量消耗的影响

电动汽车有限的行驶里程限制了其使用范围。通过改善电动汽车的能量消耗可实现其行驶里程的增加。传动系统结构直接影响电动汽车的能量消耗。目前，电动汽车传动系统结构中采用的永磁同步电机具有效率高、发热少、噪声小等优点。从性能的角度看，永磁同步电机的转矩已被确定时其输出功率也是确定的，这样在优化电动汽车传动系统结构时往往会忽略变速器的作用，从而造成电动汽车能量消耗的增加。为此，通过分析变速器对电机效率的影响以改善电动汽车能量消耗。

对不同变速器影响电动汽车能量消耗的核心思想进行了研究，因为即使在相同的输出功率下电机的效率也不同，这意味着尽管不同转速的组合能够获得相同的输出功率，但不同组合下的电机效率却不相同。选择3种变速器分析不同变速器对电机效率的影响。3种变速器分别是：单级减速器、5级变速器和无级变速器。仿真时，首先确定3种变速器的变速器损失、齿轮比选择策略和效率曲线，之后建立传动系统模型（包括电气元件效率、传动系统转动惯量、再生制动比例和传动比的选择）。仿真时，分别执行新欧洲驾驶循环（NEDC）和美国联邦测试驾驶循环（FTP-75），计算不同变速器下电动汽车的能量消耗。结果显示，在NEDC循环工况下，3种变速器下电动汽车的能量消耗分别为 133kWh/ 100km、131kWh/100km、130kWh/ 100km；在FTP-75循环下，该值分别 为 326kWh/100km、318kWh/ 100km、316kWh/100km；与不使用变速器时的电动汽车能量消耗相比，在NEDC循环工况下约改善了2.5%、在FTP-75循环工况下约改善了3%。

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

编译：王淼