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纯电动乘用汽车减速器![]() ![]() 随着汽车工业的飞速发展, 二氧化碳和其他有害气体的排放导致的环境污染也日益严重。降 低汽车有害气体污染物排放量成为全人类的共识, 全球各个国家对于二氧化碳的排放量限值 日渐收紧, 开发新能源汽车是未来的主要发展趋势。 而电动车减速器的发展也直接推动电动车辆技术进步, 电动车减速器在影响电动车发展的关 键点续航里程和车辆性能上, 能够起到关键的辅助作用。 一、 电动汽车减速器 电动汽车的动力传动系统性能决定着电动汽车运行性能的好坏, 是电动汽车的核心部分, 减 速器用来降低转速和增大转矩, 以满足工作需要。减速器结构紧凑, 效率较高, 传递运动准 确可靠, 使用维护方便, 可以成批生产, 因此应用非常广泛。 减速器的种类繁多, 乘用车目前多使用单挡齿轮减速器;按照传动级数不同可分为单级和多 级减速器。 1.1为什么需要减速器? 驱动电机工作区(T-N曲线)是评价汽车电机性能 一 个重要的指标(图2.某电机T-N曲线) , 高转速 、 大转矩以及宽广的恒功率调速范围是目前电机设计者所共同追求的。 跟燃油版汽车同理, 匹配减速器可以成倍放大驱动电机的扭矩, 多挡变速箱还会使电机工作 在更高效的转速区间, 可以使系统拥有更宽的转速区间和更大的扭矩(固3.发动机与电机的特 性曲线对比)。 如果电动汽车没有减速器的话, 输出到车轮的扭矩太小, 尤其是爬坡等需要大扭矩的情况就 很难满足使用要求了。 而日常使用中绝大部分时间都是在平路上行驶, 如果选大扭矩的电机, 价比的目标就无法达成。 价格会极高, 整车性 车轮转速常用区间是Orpm (起步)到1OOOrpm (车速100km/h左右), 特别是城市里常有 的SOkm/h的车速, 对应轮速SOOrpm, 现在大部分民用电机, 在这个转速区间并没有很高的 效率, 选择可以使用更高功率电机, 通常意味着几倍的成本增加。 齿轮箱主要作用是减速和 增加扭矩, 便是 一 个低成本的解决方案。 二、 减速器选择 传动比作为动力系统的重要参数, 其选型 一 般有两个原则: 1)电机的转速与速比匹配需要满足最高车速的要求, 如下式所示: Vmax=0.377nmaxx r/lt 传动比的上限应与电机的最高转速相匹配, 如电机的最高转速为1SOOOrpm, 设计最高车速 为180km/h, 则可计算出动力系统的最大传动比。 2)由功率平衡决定的最高车速, 车辆在平直路面上匀速行驶时的阻力功率为: 功率平衡方程式可简化为: 由以上公式计算结果可分析, 若电机最大功率给定120KW的清况下, 以此可以反推出动力系 统的最大传动比。基于最大车速计算出的最大传动比和基于电机最大功率计算出的传动比, 两者取最小值, 即为满足系统设计要求的传动比。 当然, 上述只是简单描述了主要思路, 具体应该根据整车需求:最大爬坡能力 、 最高车速 、 爬坡车速 、 加速时间等参数, 先确定驱动电机功率需求, 再通过预选的驱动电机效率图谱及 动力输出特性结合整车经济车速需求综合考虑选择合适的传动比, 这里不再展开详述。 2.2减速器油封注意事项 电驱动系统的密封零件需要选择能承受比燃油车更高的转速的油封, 油封唇口处的油温相比 于壳体内部的油温大概高出30-50 ° (, 在选型过程中, 除了考虑唇口结构 、 唇口温度的影响, 还需要考虑高转速带来的影响。 2.3减速器支撑轴承的注意事项 高速轴承需采用高速润滑脂, 这类润滑脂具有低粘度 、 适用温度范围广 、 发热量低等特点, 可以有效避免在高速运转过程中因产生大量热量而造成过热的问题。轴承保持架采用耐高 温 、 高速的树脂材料。钢球采用特殊热处理的钢球。 2.4齿轮润滑油的选择 选择润滑油时需要满足齿轮轴系以及轴承的润滑冷却要求。润滑时, 只要保证在运动接触表 面上有能够形成油膜的润滑剂并且达到润滑油达成理想的工作温度就可以了。 润滑油的选择主要考虑运行环境 、 工况以及具体的机械结构来进行选择, 纯电动减速器润滑 油可以借用燃油车变速器的润滑油, 如果采用三合 一 设计的话就需要单独考虑电机导热性以 及电气安全特性要求, 这是有别于燃油车的设计输入。
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