电动车辆真题变速技术研究建设项目可行性报告 .pdfVIP

一、本项目研究开发的目的、意义及必要性

汽车作为第二次工业革命的重要产物，给人们的生产生活方式带来了革命性的变

化，随着汽车保有量的增加，汽车行驶速度的不断提高，高速公路网络的日益发达，

轿车进入家庭的范围不断拓展，极大改善了人们的生活，扩大了人们的活动半径，适

应了现代化工业的需要，同时也缓解了由于工业化和城市化带来的弊端。

在汽车工业促进世界经济飞速发展的同时，能源与环保日益成为汽车工业继续发

展的焦点问题。人们在享受汽车文明的同时，也必须面对它带来的负面影响：环境污

染问题和石油能源危机问题。

用电动汽车代替传统车辆是大家公认的最有前途的解决方案。近些年来，纯电动

汽车、混合动力车辆越来越多的得到应用，这对车辆工程设计和研究带来了更大的挑

战。例如，全电驱动车辆，可采用动力驱动分布式设计的思路，在这种情况下，传统

车辆所必须的变速器，离合器等几乎处于一种可舍弃的状态。但与传统车辆相同，电

动车在满足人们出行、运输的需求时，也将面临爬坡、高速、低速巡航、停车怠速、

加速冲刺等多种工况的需求，而驱动电机作为原动机必然存在高效工作区域和并不理

想的区域，其外特性并不能涵盖整车所有工况的需求。这样，变速器等部件似乎并不

能舍弃。

对于无人特种车辆，其面对的路况更复杂，工况更多。无人特种车辆由于实现了

无人化，其整车整备质量的决定因素只取决于需要完成的任务和机动性指标的高低，

从整车整备质量这个角度来看，无人特种车辆存在差异化大、整车吨位覆盖范围宽的

特点，这样，传统车辆的变速装置很难涵盖整个系列范围，同时，传统的变速装置也

需要进行无人化改造。

本项目研究开发的目的是针对电驱动特点，综合考虑电动汽车、无人电动特种车

辆的动力特性需求，开发一种具有通用变速原理的变速装置，并对电动驱动条件下的

整车动力性能、驱动传动效率展开研究。

通过本项目的研究，将极大地提升现有电驱动车辆的动力特性，增加其面对多种

工况的应对策略，降低车辆的平均能耗水平。这种通用技术涵盖范围较广，对用于电

动车辆的情况，该项技术可以取代传统车辆的变速箱，降低整车成本，同时并不影响

整车的动力品质；对应与于特种无人化车辆而言，该项技术易于实现自动化操作，降

低车辆无人化底盘适应性改造的难度，同时保证了特种无人化车辆了面对需要通过复

杂障碍时的驱动力需求。

正如开篇所介绍的那样，电机作为车辆的驱动原动机虽然具有很多优势，但车辆

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所具有的多工况使用的特性对最终执行元件（车轮）的转速、转矩等方面的要求涵

盖范围非常宽。传统车辆的解决之道是在原动机与最终执行元件（车轮）之间加装

变速装置。但电动机毕竟在输出特性上与发动机不同，同时成品的变速箱多针对较

大吨位的传统车辆设计，存在变速范围冗余，价格昂贵、不利于实现自动化操纵等

缺点，这些缺点限制了其在电动车、特种无人电驱动车辆方面的应用，因此对于电

驱动环境下通用变速技术的研究就变得十分必要。

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二、项目所属领域研究开发现状、发展趋势及项目建议单位现有基础、优

势

项目所属领域为电动车辆动力传动技术领域。目前的研究开发多针对电动车辆为

主，并未涵盖特种无人电驱动车辆领域，更没有提高到通用变速传动技术的高度。根

据电动机在车辆布置位置的不同，电动车辆可分为集中式电驱动车辆和分布式电驱动

车辆两种形式，分布式电驱动车辆的技术思路是将驱动电机直接或更接近地布置在执

行元件（车轮），目前的主要研究方向是：

轮毂电机驱动技术；

转向驱动制动一体化设计设计；

固定减速比条件下的动力匹配研究。

这个技术思路以取消传动环节为主要特征，但因存在以下缺点，目前发展困难：

直驱或固定减速比无法满足车辆多工况行驶的要求；

车辆的非弹载质量增加，车辆平顺性变差；

转向驱动制动一体化设计困难，造成全驱车辆转向功能实现困难；

车轮驱动需要考虑协调性及转向工况下的电子差速；

驱动分布布置造成原动机功率密度较低，同时极限工况下的热管理变得困

难。

集中式电驱动车辆整个传动系的布置与传统车辆基本相同，在目前电动车技术和

产品尚未成熟的大背景下，目前的研究方向主要有以下2条：

1.对现有车辆变速箱的适应性改造；

北京理工大学在其承研的纯电动客车课题，在对整车行驶工况