1. Optimisation des ratios de transmission et qualité de décalage des transmissions automatiques à deux vitesses pour les véhicules électriques purs
Résumé:
La transmission est un composant clé du train de conduite du véhicule, ce qui affecte directement les performances du véhicule. Afin d'améliorer l'efficacité du moteur d'entraînement du véhicule électrique, le véhicule électrique à vitesse fixe est modifié et un schéma de rapport de transmission à deux vitesses est adopté pour améliorer l'efficacité du moteur d'entraînement, qui à son tour améliore les performances globales de puissance du véhicule et performance économique. L'étude se concentre sur l'optimisation du rapport de transmission et la qualité de décalage d'une transmission automatique à deux vitesses pour les véhicules électriques purs.
1 Les paramètres de base du véhicule
Le véhicule électrique a été étudié sur la base d'un microcar traditionnel, en conservant le système de suspension d'origine, en utilisant des batteries d'acide manganèse au lithium pour la batterie d'alimentation et les moteurs synchrones aimant permanent pour le moteur d'entraînement. Après des recherches complètes, les paramètres du véhicule sont les suivants: masse à pleine charge de 1 350 m / kg, efficacité de transmission mécanique 0,9, rayon de roulement des pneus 0,258 r / min, superficie de vent 1,868 A / m2, coefficient de résistance à l'air 0,31. Selon les normes nationales de GB / T 28382-2012 standard et le positionnement du marché, les indicateurs de dynamique des véhicules sont les suivants: 30 min de vitesse maximale ≥ 80 km / h. Vitesse d'escalade maximale ≥ 20%, vitesse d'escalade de la pente de 4% ≥ 60 km / h, vitesse d'escalade d'une pente de 12% ≥ 30 km / h, méthode de la condition de travail entraînant un kilométrage ≥ 100 km.
2 Les paramètres du moteur de conduite sont déterminés
Lors de la sélection du moteur, il est important de s'assurer que le moteur fonctionne à une efficacité maximale et également à considérer le taux de décharge de pointe de la batterie.
2.1 Calcul de la puissance du moteur d'entraînement à vitesse maximale
À la vitesse la plus élevée sur une route horizontale, en ignorant la résistance à l'accélération, laissez la vitesse du vent à 0, puis la puissance de sortie du moteur est
P1 est la puissance de conduite à vitesse maximale;
ηt est l'efficacité de transmission mécanique;
Mg est la masse entièrement chargée du véhicule;
f (u) est le coefficient de résistance au roulement;
UMAX est la vitesse maximale du véhicule;
Le CD est le coefficient de résistance à l'air;
A est la zone du vent.
où
f (u) = 1,2 (0,009 8 + 0,002 5 [U / (100 km / h)] + 0,0004 [U / (100 km / h)] 4).
Selon la demande réelle et les normes internationales, choisissez 100 km / h de vitesse, selon la formule (2), le résultat de calcul est de 0,015 24, se remplacer dans la formule (1), le résultat de calcul est P1 = 13,2 kW. Si la vitesse du véhicule en ligne avec la norme nationale d'au moins 85 km / h, la puissance du moteur peut également choisir un plus petit. .
2.2 Calcul de la puissance du moteur d'entraînement à l'escalade maximale
La puissance requise pour l'escalade est calculée en ignorant la puissance de résistance à l'air et la puissance de résistance à l'accélération, alors la puissance de sortie du moteur peut être calculée comme F (U) = 0,012 7, selon la formule (3) peut être calculée comme P2 = 26 KW.
P2 est la puissance de conduite maximale d'escalade.
Je suis le degré d'escalade;
UA est la vitesse minimale du véhicule lors de l'escalade .
2.3 Calcul des performances d'accélération de la puissance de crête du moteur d'entraînement
En supposant une vitesse de vent de 0, la puissance maximale du véhicule électrique sur une route horizontale est située à la fin du processus d'accélération de l'ensemble du véhicule.
P3 est la puissance maximale requise au moment de la fin de l'accélération uniforme;
L'AT est le temps d'accélération uniforme;
UA est la vitesse à la fin de l'accélération uniforme.
Selon la norme GB / T 28382-2012, TA est de 10 s et P3 = 21,3 kW peut être calculée en fonction de l'équation (2) et (4). Selon l'équation (1), la puissance nominale du moteur est de 15 kW et la puissance de pointe du moteur est de 30 kW selon l'équation (3) et (4). Afin de répondre au facteur de coût et à la demande réelle, le moteur est finalement sélectionné avec une puissance nominale de 15 kW et une puissance de pointe de 30 kW.
3. Le rapport traditionnel de la transmission est déterminé en comparant les performances de puissance de la transmission en utilisant les rapports suivants sans modifications des conditions de conduite et des caractéristiques motrices, pour obtenir l'optimisation du rapport de transmission et pour améliorer la qualité du décalage.
3,1 Performance de puissance à rapport unique
Afin de prendre en compte le degré d'escalade maximal et la vitesse maximale, le rapport de transmission fixe est choisi pour être de 6,963, puis sa résistance et son bilan de puissance, 85 km / h est la vitesse maximale atteinte, la pente de 12% est la pente maximale, Afin de faire satisfaire les performances d'escalade, la puissance de pointe du moteur est augmentée à 45 kW et la vitesse est augmentée à 9 000 r / min pour atteindre.
Les principaux problèmes dans ce cas sont la nécessité d'augmenter la puissance de décharge de la batterie, la lubricité de la boîte de vitesses et l'impact sur l'inversion de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses en marche arrière.
3,2 Performance d'alimentation des deux rapports de vitesse Si l'entrée d'alimentation du moteur est la même, le rapport élevé de vitesse et le rapport de vitesse faible des deux transmissions d'engrenage sont respectivement de 6,5 et 10.
90 km / h est la vitesse maximale qui peut être atteinte, tandis que le gradient d'escalade maximal n'atteint pas 20% et ne peut être approché que. Par conséquent, une puissance plus élevée du moteur d'entraînement est nécessaire pour atteindre des vitesses et des degrés d'escalade plus élevés, ce qui nécessite également l'amélioration des performances de la batterie.
3,3 Performance de puissance d'un rapport de transmission à cinq vitesses
Avec une puissance de 15 kW, les rapports maximum et minimum de la transmission à cinq vitesses sont respectivement de 3,538 et 0,78, avec un rapport de réduction principal de 3,765 et un rapport de vitesse de revers de 3,454. 96 km / h est la vitesse maximale qui peut être obtenue avec la transmission à cinq vitesses à la puissance de 15 kW, et le gradient d'escalade maximal est supérieur à 20%, donc les performances de puissance sont effectivement respectées. Si la vitesse standard minimale de 85 km / h est requise, les rapports maximum et minimum de la transmission à cinq vitesses sont respectivement de 5,494 et de 1,033, avec un rapport de réduction principal de 4,314 et un rapport de 3,583. À 11 kW, le véhicule peut atteindre une vitesse maximale de 85 km / h et un gradient maximal de 20%. Avec deux engrenages, l'exigence de puissance de décharge de la batterie est de 30 kW, avec un multiplicateur de décharge de 1,28; Avec cinq engrenages, la batterie n'a besoin que de fournir 15 kW de puissance de décharge pour répondre aux performances d'alimentation, avec un multiplicateur de décharge de 0,64. Par conséquent, les exigences de performance de la batterie sont considérablement réduites lors de l'utilisation d'une transmission à cinq vitesses.
3. 4 Comparaison de 3 types de transmission
Sur la base de l'analyse ci-dessus, la vitesse maximale et la montée maximale de la colline pour les trois transmissions sont présentées dans le tableau 1 si le moteur est sélectionné avec une puissance de 15 kW. Avec un moteur de 15 kW et une transmission à cinq vitesses, la vitesse maximale et le gradient maximal peuvent être atteints.
En termes de consommation d'énergie, dans les mêmes conditions, la puissance de puissance minimale de la transmission à cinq vitesses est de 11 kW, la puissance minimale de la transmission à deux vitesses est de 15 kW et la transmission à une seule vitesse est de 45 kW.
En termes de consommation d'énergie, la transmission à cinq vitesses est la plus faible.
3. Conclusion
Cette étude montre que le rapport de transmission automatique à deux vitesses des véhicules électriques purs est meilleur que le rapport de transmission à une seule vitesse, mais légèrement pire que le rapport de transmission à cinq vitesses. Par conséquent, pour les véhicules électriques purs avec une transmission à deux vitesses, afin d'améliorer le rapport traditionnel et d'atteindre la vitesse maximale et le degré de montée maximum, la transmission peut être améliorée, en utilisant une transmission à cinq vitesses, ce qui peut atteindre l'amélioration des performances du véhicule . À ce stade, les transmissions à cinq vitesses ont déjà atteint le développement industriel, tandis que les résultats du développement de la transmission à deux vitesses ne sont évidemment pas évidents, de sorte que les transmissions à cinq vitesses peuvent être directement appliquées aux technologies et réalisations existantes, pour réaliser une réduction de la recherche et Les coûts de développement, alors que les transmissions à cinq vitesses sur la batterie, les besoins du moteur ne sont pas élevés, est la direction principale du développement futur des véhicules électriques.
