电动汽车机械自动变速器的应用

现代化背景下，我国十分重视环保建设，汽车排气排放物对环境生态的保护工作十分不利。电动汽车通过车载电源作为供电，以电源驱动电机，由于其绿色、环保的特点在短时间之内席卷汽车市场。新能源是我国工业发展、市场研制创新的主要方向。随着电动汽车的使用越来越广泛，电动汽车机械自主变速器可解决机械式自动变速器换挡过程中出现的动力中断问题。因此，分析自主变速器的控制对电动汽车的机械控制有很大帮助。一、电动汽车概述电动汽车逐渐成为我国汽车行业发展的一部分，催生出一系列产业链，如各种电动器具、发动机设备等。从技术角度来看，我国的电动汽车的限制比较直接，比如电动汽车的续航里程短，整车的动力欠缺，同时造价高，储能技术不够先进等，这些技术都在很大程度上限制了电动汽车市场在新时期的发展。现阶段，市场想。驾驶员驾驶车辆前进的过程中，遇到的路况复杂度等情况，严重影响电动汽车的推广。在动力方面，通常续航里程为0~100km时，在动力上的表现不如内燃汽车，因此内燃汽车更受欢迎。新时期电动汽车的动力方面的优势如何发挥，进一步强化续航里程，成为未来的研究重点。从实际发展来看，研究电动汽车的动力系统，优化系统管理意义重大。新时期以来，电动汽车的结构基本上都是驱动电机、单级减速器。整体结构的设计中，驱动电机需要在汽车恒定行驶中提供稳定的动力输出，理论上是可行的，实践中则需要考虑多方内容，比如 部分路段转弯、道路崎岖的地段，此时需要较高的运行速度、转现阶段的设计并不能满足相关需求，尤其是高速、低速、爬坡路段，这导致在任一区域之内，电动汽车的动力都难以达到汽车行进的需要。电动汽车市场面临诸多困境，因此需要通过控制电动汽车变速器，进行合理换挡切换，优化电动汽车的动力结构，尤其是多档变换，满足不同路段的需求。二、电动汽车机械自动变速器的结构系统（一）结构研制现阶段，全球主流的纯电动汽车使用电机匹配的单级减速器，单级减速器结构简单，整体功能也很容易实现。电动汽车变速器主要功能是协调发动机转速、车辆前进的变速，确保发动机可以发下也需要输出很大的转矩，高速下输出恒功率，因此在构造上不需要多挡变速器，增加单级减速器即可满足需求。因此市场上纯电动汽车基本上都采用单速变速器，比如宝马i3、比亚迪e5，使用单速变速器的优势是成本低和结构简单，缺陷是电动汽车速度达到极限之后，提升空间小，所以速度受到制约。高速行驶时电机如果要维持高速，随之产生噪声与NVH的机械为确保电驱动的效率和平衡电机运行的成本，两档变速器的使用逐渐成为趋势。该变速器的理论上将电机效率分为两个部分，保证低速大扭矩加速的效率，也可以兼顾高速低扭矩效率。根据市场发展来看，预测在2030年之前，电动汽车将占据中国80%的产量，在短期之内，纯电动汽车仍旧是以减速器为主流。（二）系统汽车自动变速器能更好地保障汽车的行驶和续航，是未来的发展方向。目前市场上的设备类型有液压机械（AT）、无级变速器（AMT）。其中，AMT的结构简单且成本比较低，因此在现阶段的电动汽车中使用十分普遍。AMT电控自动变速器是根据手动机械变速箱的结构上演化出来的，实现电控，传统基础上逐步增加微机控制等体系来实现自动换挡。传感器信号采集保护部分集中了车速、电动机、电门和档位等，传感器在运行时可以收集到不同的设备信号，数据被传输给TCU，TCU控制系统包含不同的通信模块，最终实现单元的控制，进行系统工作原理根据汽车驾驶员的思路和意图，接收到油门、转速和制动信号之后，并且切换即可。在运行过程中，AMT会将预设转速传送给电机以减少换挡的时间，确保换挡舒适高效。在这个过程中AMT系统控制简单，成为广大汽车制造商的主要技术。三、电动汽车机械自动变速器的技术路线（一）同步器换挡同步器换挡的两档变速器由输入轴、中间轴、变速器和齿轮组组成。输入轴与电机相连接，轴上设置一档、二档主动齿轮，中间 轴布置从动齿轮和主动减齿轮，差速器实现左右车轮的差速行驶。中间轴的两个齿轮之间，结构也可以同步在输入轴上面，换挡可以通过电机、液压来实现控制。通过同步器左右的挡位切换，变速器根据挡位切换输出不同的动力，满足电动汽车的动力性，从同步器换挡的缺陷是换挡时动力会中断。由于电机调速性比较灵活，可以在电动汽车行进的过程中解决电动汽车的动力中断情况。同步器换挡的两档变速器和担当的变速器相比，只需要齿轮和同步器配合执行机构，结构与造价都十分简单，是比较优质的配比（二）单离合器结构结构中存在两个分开的离合器，可控制不同挡位的动力。输入轴上有一挡主动齿轮，另一挡从动齿轮与离合器外毂相连接，离合器内毂连接中间轴接通离合器，满足电动汽车运转过程中一档的动力传输。二挡的主动齿轮和离合器的外毂相连接，内毂连接输入轴，齿轮固定在中间轴上，实现离合器的分离与连接，电动汽车运转过程中传递二挡动力或者是中断动力。在设计中通过两个单离合器实现换挡，可以通过湿式与干式离合器实现无动力的自动换挡，（三）双离合器这种结构中离合器的换挡、两档变速器的零件是双离合器结构，发动机、双离合器外毂两者相连接，外输入轴连接一档的主动齿轮，内输入轴连接二挡，一档、二挡的齿轮固定在中间轴，再连接差速器。在整个运行过程中控制器根据车辆的运行状态来决定挡位的升降，切换的过程中只需要使用两（四）行星齿轮结构单排单级行星齿轮机构由太阳轮、行星架、离合器等组成。在系统当中，输出轴连接行星齿轮的太阳轮，行星轴和输出轴相连接，内毂与输入轴相连接，外毂连接行星架，采取一端连接箱体。在系统中离合器打开后制动器关闭，动力传输到太阳轮，在动力的驱动下，行星齿轮开始转动，在整个系统当中齿轮圈被制动器固定，因此在旋转时动力会传输给输出轴，此时变速器属于一档。根据行星齿轮机构的特征来看，可以实现动力的增减。在整个系统中离合器关闭，离合器将太阳轮和行星架连接形成整体带四、电动汽车直驱式电控机械自动变速器结构设计（一）系统组成直驱式AMT传动结构由两个电机组成，即主电动机和主副电机。主电动机主要是驱动电动汽车的后轮，辅助电机回收能量，为整车的运行提供后备功率。主副电机则使用小功率电机，在正常工况下主电机对后轮供电，后轮驱动汽车前进，在汽车起步、加速运行时，电池组对主电机、副电机供电，控制器在这个过程中控制功率。系统其他功能的实现还需要通过电机控制器、电池组、直驱AMT等，在汽车运转时，尤其是制动、下坡等不同的环节，主辅电机参与到能量的回收中，基本上可以实现四个车轮的回收。在整个系统当中永磁同步电机具备效率高和结构简单的特征，因此在结构中可选择永磁同步电机，两档直驱式AMT自动变速可以发挥积极的作用，发挥纯电动汽车的电动（二）参数设计（三）设备选型在整个设备的运行中，纯电动汽车驱动电机，电机控制器将动力电池的电能转化成为机械能，在这个过程中电机选型需要符合整车的动力需求。这个过程中涉及参数主要有额定功率、峰值、额定转速等。驱动电机极值的存在让电机的运行存在过载能力，电动汽车在起步、爬坡、加速这一类的短途极限行驶过程中，动力基本上可以保证。但驱动电机不能长时间在峰值附近工作，如果电动汽车长时间运转在峰值附近，会导致电机出现故障，进而对电机使用寿命产生影响。在运转过程中，为确保电动汽车能以最高速行驶，通常需要根据最高车速来确定额定功率。正常状态下电动汽车的最高车速对应汽车的最高档。按照汽车理论中的相关知识点，通过汽车功率平衡方程可以得到汽车在长时间高速行驶状态的额定功率。现阶段的设计中都需要确保驱动电机的额定功率大于压力，单电机功率不能太大，否则会增加电机的负荷，也不符合现阶段汽车轻量化的设计理念，以及当前经济效益的预设。电机功率增加会导致电动汽车不能利用电机的高效，在汽车的行进过程中，可能会存在很大的电池电量消耗，导致汽车续航里程下降。现阶段，纯电动汽车的研制逐渐引起各汽车制造商的广泛关注，汽车制造领域希望提高纯电动汽车的动力性能和经济性，电动机自身的低速大扭矩、工作范围广的特征将成为未来研制的重点。现阶段的发展需要考虑成