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纯电动汽变速器传动比区间优化

赵韩;冯永恺;黄康

【摘要】针对纯电动汽车传统传动比优化所得结果为确定值，而变速器齿轮配齿

所得传动比往往偏离该确定值的问题，根据某典型行驶工况，在整车参数已定的情

况下，对驱动电机进行匹配选择。以传动比为变量，结合两参数换挡规律，提出一

种传动比区间优化方法。优化结果表明，该方法所得传动比的最大可行区间既能解

决齿轮配齿问题，又能使电机驱动系统工作在高效区。%Inconnectionwiththe

problemthatthetransmissionratiooptimizedbytraditionalop-timization

methodwasoftendifferentfromtherealvaluedecidedbygearteeth

matching,accordingtoatypicalrunningcycleandinthecaseof

parametersofelectricvehiclewereset,thedrivemotorwas

matched.Takingthetransmissionratioasavariable,combiningwiththe

twoparametersshiftsched-ule,anintervaloptimizationmethodwas

establishedfinally.Theresultsshowthatthemaximumfea-sibleintervalof

thetransmissionratioobtainedfromproposedmethodcansolvethe

matchingproblemofgearteethandmakethemotordrivesystemworking

inthehighefficiencyareas.

【期刊名称】《中国机械工程》

【年(卷),期】2015(000)005

【总页数】7页(P698-703,709)

【关键词】传动比;电动汽车;区间优化;变速器

【作者】赵韩;冯永恺;黄康

【作者单位】合肥工业大学，合肥，230009;合肥工业大学，合肥，230009;合肥

工业大学，合肥，230009

【正文语种】中文

【中图分类】U463.2

并得到了传动比最优值，但在变速器各挡齿轮配齿过程中，由于齿轮齿数为离散变

量，因此配齿所得传动比往往会偏离最优结果，从而影响汽车传动系统的设计。

鉴于此，本文提出一种纯电动汽车变速器传动比区间优化方法，结合典型道路工况

与换挡规律，得到了传动比的最大可行区间。

1.1整车设计要求

某纯电动汽车整车参数与主要设计性能指标如表1所示。

1.2电机参数匹配

驱动电机是电动汽车行驶的动力源，一般要求其在车辆低速行驶或爬坡时提供大转

矩，在高速行驶时提供大功率[4]。

1.2.1电机的额定功率

电机额定功率的设计方法与传统发动机额定功率设计方法相似，从保证汽车预期的

最高车速来初步选择电动机的额定功率[5]。额定功率的计算公式如下：

式中，umax为最高车速；ηT为传动效率；m为整车质量；g为重力加速度；f为

滚动阻力系数；CD为空气阻力系数；A为迎风面积。

求得e=21.6kW。

1.2.2电机的峰值功率

驱动电机的峰值功率(e_max)必须满足最高车速时的功率(e)、最大爬坡度时的

功率(a)及加速时间的功率(c)的要求[5]，即

式中，αmax为最大爬坡度；ui为爬坡车速；ua为汽车的加速末速度；ta为汽车

加速时间；δ为旋转质量换算系数。

求得a=34.4kW，c=38.1kW。

1.2.3电机匹配结果

综合以上计算结果和分析，经过市场调研，最终选择的某公司的永磁驱动电机具体

参数如表2所示。

2.1传统优化思路

通常，电动汽车传动系参数的优化是以整车经济性要求为目标函数，动力性要求为

约束条件进行的[6]。取传动系各挡的总传动比为设计变量，采用一定的优化算法，

通过编程可以得到传动比最优值，具体的优化模型见文献[7]。

2.2区间优化思路

在变速器的设计中往往需要根据各挡传动比值确定相应的齿轮齿数，传统优化方法

所得的传动比为一确定值，但由于各挡齿轮参数为离散变