电动汽车自动变速器设计研究

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电动汽车变速器设计---课程设计说明书

电动汽车变速器设计---课程设计说明书电动汽车变速器设计---课程设计说明书一、引言电动汽车变速器是电动汽车传动系统的核心组成部分之一，其设计关系到车辆的动力性能、能源利用率等重要指标。

本课程设计旨在通过对电动汽车变速器的设计过程进行详细阐述，使学生能够深入了解电动汽车变速器的工作原理、设计模式和优化方法，从而提升其设计能力。

二、需求分析2.1 汽车动力需求分析2.1.1 车辆类型和用途2.1.2 加速性能要求2.1.3 最大速度要求2.2 电机特性分析2.2.1 随转速变化的扭矩曲线2.2.2 额定转速和额定功率2.2.3 转速范围2.3 变速器设计要求分析2.3.1 换挡过程要求2.3.2 转速匹配要求2.3.3 效率和能耗要求三、变速器基本原理3.1 变速器工作原理概述3.2 常见的变速器类型3.2.1 手动变速器3.2.2 自动变速器3.2.3 CVT变速器四、电动汽车变速器设计过程4.1 变速器档位设计4.1.1 档位数量确定4.1.2 档位比确定4.1.3 齿轮参数计算4.2 变速器传动比设计4.2.1 传动比范围确定4.2.2 传动比选择4.2.3 变速器档位和传动比的匹配优化五、电动汽车变速器优化方法5.1 效率优化5.1.1 齿轮副传动效率优化5.1.2 摩擦材料的选择5.1.3 润滑和冷却系统设计5.2 换挡过程优化5.2.1 换挡时间缩短方法5.2.2 换挡舒适性优化六、法律名词及注释6.1 汽车动力系统法律规定6.2 电动汽车相关法规七、附件7.1 电动汽车变速器设计参数表7.2 变速器结构图纸7.3 齿轮参数计算表7.4 变速器装配过程示意图：本文档涉及的附件请参考附件部分，法律名词及注释请参考章节六，全文结束。

纯电动汽车两挡自动变速器效率和热平衡仿真分析

摘要随着纯电动汽车的不断发展，对于其爬坡性能、加速性能以及续驶里程的等汽车性能提出了必要的要求，装备两挡AMT的纯电动汽车目前成为了国内外研究的热点。

两挡AMT （Automated Mechanical Transmission）在运行过程中存在能量损失，包括齿轮啮合损失、轴承损失以及搅油损失。

由于其结构紧凑和高度集成的特点，随之导致变速器整体的散热条件变差。

若变速器损耗能量不能及时散发，齿轮轮齿将会承受较高的热负荷。

过高的油温不仅会引起系统温度升高，还会影响齿轮的润滑效果和传动性能。

此外，齿面温度过高，也是引起胶合的主要因素之一。

因此对纯电动汽车两挡AMT进行整体热分析，研究其传热规律及热特性具有很重要的学术意义及应用价值。

本课题结合校企项目选择某两挡AMT变速器为研究对象，以传热学为理论基础，对变速器温度分布进行了研究，结合热网络和有限元方法对不同工况下的变速器温升过程及热平衡状态进行了分析计算，最后通过试验验证计算结果的正确性。

具体内容有：①变速器功率损失模型的建立。

从功平面、热平面及润滑油平面建立齿轮系统能量转换模型；对变速器的效率进行理论分析，计算了变速器齿轮啮合损失、轴承摩擦损失和搅油损失多种能量损失，建立了变速器的效率模型；同时分析了不同工况下的功率损失及不同的损失对功率损失的贡献度，为齿轮系统热平衡分析奠定了基础。

②变速器热平衡分析及其验证。

忽略各个构件内部温度分布对传热性能的影响，将传动系统各个构件转化为节点，综合考虑各个构件间的耦合关系。

在对热传递过程中，在研究对流换热热阻和导热热阻的基础上，基于热网络法建立了变速器的热平衡模型，并对变速器在不同工况下的热平衡过程进行了计算。

③有限元仿真分析。

由于热网络法无法对变速器内部构件内温度分布状态进行精确描述，在热平衡分析基础上，采用有限元分析法对变速器关键零件进行了温度场分析。

首先运用SolidWorks建立变速器三维实体模型，然后运用Ansys建立变速器有限元分析模型。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计1. 变速器的基本原理和结构变速器是汽车传动系统的重要组成部分，它能够通过改变汽车发动机输出轴和车轮之间的传动比来实现汽车的加速、减速和行驶。

在纯电动汽车中，由于电机的特性和传动系统的设计，常用的变速器结构是行星齿轮自动变速器。

行星齿轮自动变速器是一种复杂的机械传动系统，由太阳轮、行星轮、外齿圈、离合器、湿式多片离合器和液压控制装置等部件组成。

它的工作原理是通过改变太阳轮、行星轮和外齿圈之间的组合关系来实现不同的传动比，从而达到变速的目的。

行星齿轮自动变速器的工作原理主要包括以下几个部分：（2）外齿圈的定位和控制：外齿圈是由外齿和外齿轴组成的部件，它可以通过液压控制装置来实现定位和控制。

在不同的工况下，外齿圈可以和太阳轮或者行星轮组合，从而改变传动比。

（3）湿式多片离合器的控制：湿式多片离合器是由摩擦片、摩擦板和液压控制装置组成的部件，它可以通过控制液压腔压力来实现离合和结合。

在变速器工作过程中，湿式多片离合器可以实现不同部件之间的相对运动和传动比的变化。

3. 变速器的结构设计要求根据纯电动汽车的特点和发展趋势，变速器的结构设计需要满足以下几个重要的要求：（1）紧凑型设计：由于纯电动汽车的电池和电机布局的限制，变速器的尺寸和重量需要做到尽可能的小和轻。

变速器的结构设计需要尽可能的紧凑，减少部件数量和占用空间。

（2）高效率和长寿命：为了提高纯电动汽车的能效和运行稳定性，变速器的结构设计需要考虑到传动效率和使用寿命。

通常情况下，采用高强度材料和精密加工工艺可以提高变速器的传动效率和使用寿命。

（3）舒适性和智能化：随着汽车科技的不断进步，用户对汽车的舒适性和智能化要求越来越高。

变速器的结构设计需要考虑到变速过程的平稳性和自动化程度，满足用户的驾驶和乘坐需求。

（1）太阳轮和行星轮的布置：在变速器中可以将太阳轮设置在中心位置，行星轮设置在外围位置。

这样可以减少变速器的尺寸和重量，提高传动效率和使用寿命。

纯电动汽车两挡自动变速器研究开发

纯电动汽车两挡自动变速器研究开发纯电动汽车是未来汽车领域的发展趋势，越来越多的汽车制造商也开始投入到该领域的研究和开发中。

而纯电动汽车使用的电动机与传统的燃油发动机有很大的不同，需要更加先进的自动变速器以满足其特殊的需求。

与传统的液力自动变速器相比，两挡自动变速器成为了纯电动汽车的上佳选择。

两挡自动变速器是指具备两个驱动档位（前进和倒车）的自动变速器。

相比于传统的液力自动变速器，两挡自动变速器构造更为简单，润滑和维护成本更低，可以更好地满足纯电动汽车的轻量化和低成本特点。

同时，两挡自动变速器换挡更加平稳，驾驶者可以感受到更加顺滑的行驶体验。

然而，两挡自动变速器也存在着不足之处。

首先，其只有两个驱动档位，无法满足传统自动变速器多档速的需求。

其次，部分纯电动汽车采用了单速传动系统，无需采用变速器，因此两挡自动变速器在该类车型上无法应用。

为了满足纯电动汽车的需求，两挡自动变速器的开发需要解决以下几个关键技术问题：1.转矩转速特性的匹配问题。

纯电动汽车的电动机转矩特性与传统燃油汽车存在很大不同，因此需要对两挡自动变速器进行特殊的转矩转速匹配设计。

2.动力输出的控制问题。

两挡自动变速器需要具备可控的动力输出能力，能够适应电动汽车的高效节能特性。

3.自动控制系统的设计问题。

两挡自动变速器需要通过自动控制系统进行换挡操作，因此需要设计完善的控制算法以确保换挡的平稳性和准确性。

总体来说，两挡自动变速器在纯电动汽车上的应用具有广阔的前景和市场潜力。

伴随着电动汽车市场的快速发展，两挡自动变速器的研究和开发也将不断推进，为纯电动汽车的发展提供创新的动力。

随着环保和能源储备等问题的日益成为全球关注的热点，电动汽车已经成为未来可持续交通发展的主流。

而在电动汽车的原理中，变速器也起到了至关重要的作用。

两挡自动变速器符合了电动汽车的特殊需求，具有良好的市场前景。

首先，两挡自动变速器的设计的确更加简单，这样可以更好地满足轻量化和低成本的目标。

新能源汽车变速箱行业深度研究报告

【报告】新能源汽车变速箱行业深度研究报告报告综述：近年来新能源汽车销量高速增长，人们普遍担心自动变速箱的发展前景。

我们针对传统、普混及新能源汽车的变速箱进行了详细分析，总体来看，新能源汽车仍然需要变速箱，市场空间依然巨大。

我们预计变速箱整体需求仍将快速增长，总体产能供给充裕，利好万里扬等优势供应商，齿轮及油泵等领域逐步突破，未来发展看好。

•新能源汽车仍然需要变速箱。

新能源汽车分为插混(串联、并联、混联等)、纯电动及燃料电池等，其中串联、纯电动、燃料电池目前多采用单级减速器，未来能耗要求提升，或发展为多级减速器;并联多采用现有自动变速箱进行改造或使用电驱动桥;混联多采用专用混动变速箱。

总体来看，新能源汽车仍然需要变速箱，市场空间依然巨大。

•变速箱需求快速增长。

变速箱需求由汽车销量及结构决定，在双积分、五阶段油耗等政策推动下，预计弱混、强混、新能源占比大幅提升。

结合近年销量占比及车企技术路线，我们预计2025 年自动变速箱、专用混动变速箱、纯电动变速箱销量分布为1888 万、360 万和437万台，较2018 年分别增长16.3%、1145.7%、454.9%。

•产能供给充裕，利好优势供应商。

2020 年国内自动变速箱产能预计将超过2223 万，且改装为并联混动变速箱较为容易，加上专用混动变速箱总产能将超过100 万台，因此传统及新能源变速箱总体产能充裕，技术能力较强、配套关系紧密的变速箱供应商有望受益。

AT 领域爱信合资广汽、吉利并扩建产能，DCT 领域以车企自建为主，CVT 领域万里扬积极拓展吉利等客户，具有较好的发展机会。

•传统CVT、混动并联及混联、纯电动多级减速器发展前景较好。

综合市场空间及增长速度来看，传统CVT 变速箱、混动并联及混联变速箱市场空间均超过百亿且增速较快，纯电动多级减速器有望实现从无到有的突破，均具有较好发展前景，相关供应商及产业链有望大幅受益。

•齿轮及油泵等领域逐步取得突破。

电动车两档变速器换挡结构设计.doc

电动车两档变速器换挡结构设计一、绪论1.1 课题研究背景及目的随着油价的不断上涨和人们对环境污染问题的日益关注,电动汽车因其安全可靠,清洁环保的特点而成为未来汽车研究和发展的重要方向。

除了污染小，电动车还有很多优点。

比如电动车噪声低，能有效减小噪声污染，提高驾驶舒适度。

电动车的效率也很高，与内燃机相比可以大大节省资源。

同时电动汽车在成本方面也有优势，与一般的使用燃油的汽车相比，电动汽车具有操纵简便、结构简单，汽车传动部件比较少，而且不需要更换机油、油泵，还有冷却水，消声装置等，在维修保养方面的工作量相对较少。

在一些特殊场合，比如不通风、冬天低温场所，或者高海拔缺氧的地方，电动车与内燃汽车相比还具有适用范围广，不受所处环境影响的特点。

所以电动车并不如以前所想象的那样仅仅是为了保护环境而开发，如果解决了蓄电池的一些问题，它在驾驶舒适度，可靠性，成本方面都有内燃汽车无法比拟的优点。

所以，电动车的发展，必然是以后汽车的重点发展方向。

与内燃机相比，电动机的输出转矩较为固定，不像内燃机转矩和转速有很大的关系，所以电动车不用通过变速器繁琐的换挡，就可以完成起步，加速，高速行驶的过程。

但是没有档位的电动车的电动机在高速运转时扭矩较大，而并不需要这么大的扭矩，所以浪费了电能，降低了效率，电动车在爬坡时，电动机也会因为其扭矩的限制而产生最大爬坡度不足的情况。

而在启动时，电动机固定的扭矩也导致它不能更快的加速。

所以电动汽车再起步，加速，上坡，高速行驶情况下，会浪费很多电量，在地面起伏比较大的地带，或拥挤的城市里面，电动汽车的效率会大大降低。

简单的说，就是没有变速器的电动车太“笨”了，它的扭矩只能在很有限的范围内变化，而且不会朝以此时工况最适宜的扭矩变化，所以在上述对扭矩需求超出或低于电动车扭矩范围的情况下，无变速器的电动车就会显示出他的劣势，而加装一个变速器就可以改变这一状态，就可以在根据不同工况所需的扭矩的不同来挂入合适的档位，从而使电动汽车的性能得到大幅提升，而且可以简化电动机的冷却系统。

纯电动汽车两档变速器的研究与设计

ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｗｊｔｈＴｗｏ－ＳｐｅｅｄＧｅａｒｂｏｘ
ＬＩＵＺｈｅｎ－ｊｕｎ，ＣＵＩＲｏｎｇ — ｂｉｎ，ＺＨＡＯＪｉｎｇ — ｌｉｎｇ，ＳＨＩＢｏ
ｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｔｗｏ－ｓｐｅｅｄｇｅａｒｂｏｘｏｆｔｈｅｂａｓｉｃｓｔｕｃｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｍａｔｃｈｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｕｓｅｄｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅｏｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｄｅ — ｓｉｇｎｅｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｇｅａｒｓａｎｄａｘｌｅｓ，ａｎｄｕｓｅｄｐｒｏｅｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｔｗｏ — ｓｐｅｅｄｇｅａｒｂｏｘ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅ；ｔｗｏ — ｓｐｅｅｄｇｅａｒｂｏｘ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｇｅａｒｒａｔｉｏ；３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇ

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计【摘要】本文主要讨论了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计，通过引言部分介绍了研究背景、研究意义和研究目的。

在正文部分分析了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的基本原理、齿轮箱设计、行星齿轮系统设计、动力传递系统设计和结构优化设计。

结论部分归纳了纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的重要性，探讨了未来发展方向，并对研究内容进行了总结。

该研究对提高纯电动汽车的性能和节能环保具有重要意义，为未来的汽车工程技术发展提供了有益的参考。

【关键词】纯电动汽车，两挡，行星齿轮，自动变速器，结构设计，基本原理，齿轮箱设计，动力传递系统设计，结构优化设计，重要性，未来发展方向，总结。

1. 引言1.1 研究背景现在汽车已经成为人们日常生活中不可或缺的交通工具，而随着全球对环境保护和节能减排的重视，纯电动汽车逐渐成为汽车行业的发展趋势。

而纯电动汽车的自动变速器作为其关键部件之一，对其性能和效率起着至关重要的作用。

对纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计进行研究和优化，将有助于提高纯电动汽车的性能和驾驶体验，推动纯电动汽车技术的发展和普及。

本文将深入探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计原理及优化方向，为纯电动汽车的发展提供参考和指导。

1.2 研究意义纯电动汽车是未来汽车发展的趋势，具有零排放、低噪音和高效率的特点，因此受到越来越多消费者的青睐。

而自动变速器作为汽车的重要组成部分，对于提升驾驶舒适性和能效性起着至关重要的作用。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的研究意义在于，可以提高变速器的效率和可靠性，进一步提升纯电动汽车的整体性能。

通过对变速器结构进行优化设计，可以实现更顺畅的动力传递，减少能量损失，延长汽车的使用寿命。

优化设计也可以减少零部件的磨损和故障率，降低维护成本，提高汽车的可靠性和稳定性。

在当前环保和节能的大环境下，纯电动汽车的发展已经成为汽车行业的主流趋势。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计【摘要】本文主要探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计。

在我们将介绍研究背景、研究目的和研究意义。

在我们将从电动汽车变速器概述入手，深入介绍行星齿轮自动变速器原理，重点讨论纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器设计要点和结构设计优化，最后进行性能测试与验证。

在我们将评估设计方案的可行性，展望未来研究方向，并对整个研究进行总结。

通过本文的研究，我们旨在提高纯电动汽车的传动效率和性能，推动电动汽车技术的发展和应用。

【关键词】纯电动汽车、两挡行星齿轮自动变速器、结构设计、设计优化、性能测试、可行性、未来展望、结论总结1. 引言1.1 研究背景随着环境污染问题日益严重和对能源消耗的担忧加剧，传统内燃机汽车逐渐不再适应当今社会的需求。

新能源汽车成为了解决这些问题的重要方向之一。

在众多新能源汽车中，纯电动汽车由于其零排放、低噪音等优点逐渐受到消费者的青睐。

纯电动汽车的发展离不开先进的变速器技术。

传统汽车一般采用机械液力变速器或自动变速器，在纯电动汽车中，对变速器的性能、体积、重量等方面提出了更高的要求。

研究并开发适用于纯电动汽车的新型变速器至关重要。

本文旨在探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计，通过对其原理和要点进行深入研究，为纯电动汽车变速器技术的发展提供新的思路和方法。

本研究有望为纯电动汽车的性能提升和市场应用打下坚实的基础。

部分为本文研究提供了必要的背景和动机，也为后续内容的展开奠定了基础。

1.2 研究目的本文旨在通过对纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的研究，探讨其在电动汽车领域中的应用以及优化方向。

具体研究目的包括以下几点：通过深入分析和研究电动汽车变速器的概念和原理，探讨行星齿轮自动变速器在纯电动汽车中的作用和意义，进一步完善电动汽车的整体性能。

通过研究设计了解纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的设计要点和结构特点，分析其与传统汽车变速器的不同之处，为纯电动汽车变速器的优化提供参考。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计纯电动汽车的发展已经日渐成熟，越来越多的汽车制造商开始着手开发和生产纯电动汽车。

对于纯电动汽车来说，自动变速器的设计相当关键，能够对汽车的性能和效率产生深远的影响。

本文将对纯电动汽车的两挡行星齿轮自动变速器结构设计进行详细探讨。

我们需要了解自动变速器的基本原理。

自动变速器是一种能够根据汽车速度和驾驶需求自动调整传动比来实现变速的装置。

在传统燃油汽车中，自动变速器的设计非常复杂，通常采用液压系统和离合器来实现不同档位的变速。

但是在纯电动汽车中，传统的自动变速器并不适用，因为电动汽车的动力输出是线性的，不需要像燃油汽车那样根据转速和负载来进行变速。

在纯电动汽车中，传统的自动变速器被行星齿轮自动变速器所替代。

行星齿轮自动变速器利用行星齿轮组来实现不同档位的变速，通过调节不同齿轮组合的接合方式，从而实现不同的传动比。

行星齿轮自动变速器具有结构简单、体积小、效率高等优点，非常适合于纯电动汽车。

接下来我们将重点介绍纯电动汽车的两挡行星齿轮自动变速器的结构设计。

纯电动汽车一般只需要两挡变速，一挡用于起步和低速行驶，二挡用于高速行驶。

因此两挡行星齿轮自动变速器的设计相对简单，但也需要考虑搅速性能、结构紧凑、传动效率等因素。

首先是两挡行星齿轮自动变速器的基本结构。

两挡行星齿轮自动变速器由行星齿轮组、太阳齿轮、行星架和外壳等部件组成。

其中行星齿轮组包括一个太阳轮、几个行星轮和一个环轮，通过这些组件的灵活组合，可以实现两种不同的传动比。

在纯电动汽车中，一般采用电动马达来驱动行星齿轮组的太阳轮，通过控制电动马达的转速和方向，实现两挡变速。

其次是两挡行星齿轮自动变速器的传动原理。

在起步和低速行驶时，电动汽车需要较大的扭矩输出，因此需要较低的传动比。

这时，控制电动马达带动行星齿轮组的太阳轮，使得行星轮和环轮形成一种特定的组合，从而达到较低的传动比。

而在高速行驶时，需要较高的传动比来提高汽车的行驶速度。

纯电动车两挡自动变速器的研发

纯电动车两挡自动变速器的研发
黄伟，王耀南，冯坤
（．１湖南大学电气与信息工程学院，长沙４０１，中国；１０２
２湖南大学机械与运载工程学院，．长沙４０１，中国）１０２
摘要：为了改善纯电动汽车驱动系统的性能，开发一种用于纯电动运动多功能汽车的两级自动变速器。应用速比选择原则、换挡控制策略，研究其对于整车性能的影响。仿真结果表明：设计的两挡自动变速器可降低对电机最大转矩和最高转速的需求，减少机械传动噪音，降低变速器输入转速，优化电机的工作转速区间，提高动力传动系统效率。
．
Ｋｅｒｓｕｅｅｅｔｃｅｉｌ；－ｐｅａｓｓｉｎｆｅｔｄｃｒｍｏｏｃｉｙｃｒｎｚｔｎｙｗｏｄ：ｐｒｌｃｒｈｃｔｓｅｄｔｎｍｉｏ；ｘｄｒｉｒｕｅ；ｔｒｔｅｓｎｈｏｉａｉｉｖｅｗｏｒｓｉａｏｅａｖｏ
台架试验表明：采用电机主动同步控制技术，在挡位切换过程中能减少动力中断时间，获得较好的换挡品质。
关键词：纯电动车；两级变速器；固定速比减速器；电机主动同步
中图分类号：Ｕ４９７６．２
Ｉｔｏｕｔｏｎｒｄｃｉｎ
Ｉｃｎｅｒ，ｅｅｒｈｏｕｅｅｅｔｉｅｉｌＣＳｎｎｒｅｔａｓｒｓａｃｎｐｒｌｃｒｃｖｈｃｅｆＵｅｙｏｏ
。
ａｔｅｓｎｈｏｉｔｎｃｎｒｌｅｕｅｅｐｗｅｔｒｐｉｎｉ，ｎｅｐｅｔｎｍｉｉｎａｈｅｅａｈｇｈｔｇｑａｉｃｉｙｃｒｎｚｉｏｔｄｃｓｔｏｒｎｅｒｔｍｅａｄｈｌｓｈａｓｓｏｃｉｉｈｓｉｉｕｌｖａｏｏｒｈｉｕｏｔｔｒｓｖｆｎｔｙ

新能源电动汽车两档变速器的设计与实现

新能源电动汽车两档变速器的设计与实现一、纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质研究摘要：汽车传动系统中，变速器作为关键构件，直接影响整车性能。

为了使电动汽车驱动电机的效率得到提升，对固定速比电动汽车进行改动，采用两挡传动比方案，促使驱动电机工作效率提高，进而使整车动力性能及经济性能得到提升。

主要对纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质进行研究。

1、整车基本参数基于传统微型车对电动汽车进行研究，保留原车悬挂系统，动力电池采用锰酸锂电池，驱动电机采用永磁同步电机。

综合研究后，整车参数为：满载质量1 350 m/kg，机械传动效率0.9，轮胎滚动半径0.258 r/min，迎风面积1.868人/川2，空气阻力系数0.31.根据国标GB/T 28382—2012标准及市场定位，整车动力性指标如下：30 min最高车速〉80 km/儿最大爬坡速度＞20%, 4%坡度的爬坡车速〉60 km/h,12%坡度的爬坡车速〉30 km/儿工况法行驶里程〉100 km。

2、驱动电机参数确定对电机进行选择时，要确保电机最大限度地工作在高效区，同时也要考虑电池组的峰值放电倍率。

2.1驱动电机功率在最高车速时计算以最高车速在水平道路上行驶，对加速阻力忽略不计，设风速为0，那么电机的输出功率即为尸二1 （第g/OOx I Q加；J 1 一名13 600 76 140 ）IP1为最高车速时驱动功率；nt为机械传动效率；mg为整车满载质量；f（U）为滚动阻力系数；umax为最大车速；Cd为空气阻力系数；A为迎风面积。

其中：f (u) =1.2 (0.009 8+0.002 5[u/ (100 km/h) ]+ 0.000 4[u/ (100 km/h) ]4).按照实际需求及国际标准，选择100 km/h车速，根据式（2）, 计算结果为0.015 24,代入式（1）,计算结果为P1=13.2kW。

如果车速符合国家标准规定的不低于85碗勺，那么电机的功率还可以选择更小的。

基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究

基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究一、本文概述随着汽车工业的快速发展，动力传动系统作为车辆的核心部分，其性能优化和效率提升一直是研究的热点。

其中，双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmission，DCT）作为一种先进的变速器技术，以其换挡速度快、传动效率高等特点在高端汽车市场得到了广泛应用。

然而，DCT的控制技术仍面临诸多挑战，特别是在动力传动系统一体化的背景下，如何实现DCT与发动机、电机等动力源的协同控制，以提高整车动力性、经济性和驾驶舒适性，成为当前研究的重点。

本文旨在研究基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术。

文章将介绍DCT的基本工作原理和结构特点，为后续的研究奠定基础。

接着，将深入探讨DCT与发动机、电机等动力源的集成控制技术，包括换挡策略优化、离合器控制、动力源协同控制等方面。

在此基础上，文章将提出一种基于模型预测控制的DCT优化控制策略，并通过仿真和实验验证其有效性。

文章将总结研究成果，并展望DCT 控制技术未来的发展方向。

通过本文的研究，旨在为DCT控制技术的优化和应用提供理论支持和实践指导，推动动力传动系统一体化技术的发展，为汽车工业的进步做出贡献。

二、双离合器自动变速器概述双离合器自动变速器（Dual Clutch Transmission，简称DCT）是一种结合了手动变速器的灵活性和自动变速器的便利性的先进传动系统。

DCT通过两套离合器和两组齿轮，实现了快速而平顺的换挡过程，从而提高了车辆的动力性、经济性和驾驶舒适性。

DCT的基本结构包括两个离合器、两组齿轮以及相应的控制系统。

其中，两个离合器分别连接着发动机和两组齿轮，通过控制离合器的结合与断开，可以实现不同挡位之间的快速切换。

而两组齿轮则负责将发动机的动力传递到车轮，通过选择不同的齿轮组合，可以实现不同的传动比，从而满足车辆在不同行驶条件下的需求。

DCT的工作原理是通过电子控制系统对离合器和齿轮的精确控制来实现的。

电动汽车两档变速器匹配设计

电动汽车两档变速器匹配设计学生：学号：指导教师：专业：二O一四年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityTwo-speed Transmission Matching DesignOf Electric VehicleUndergraduate:Supervisor:Major: Mechanical Design and Manufactureand AutomationJune 2014本科学生毕业设计（论文）中文摘要摘要电动汽车是一个复杂的系统，其研制与开发是一个涉及多个学科的高科技项目。

鉴于电动汽车的主要性能指标是由最高车速、加速能力、爬坡能力和续驶里程等来表征，这些指标的高低直接与其动力传动系统优劣密切相关，因此，要提高整车的性能，就必须解决动力传动系统的问题。

目前电动汽车由于电池技术未取得实质性突破，导致整车的能量利用率、续驶里程性能参数不够理想。

在整车性能参数不变的情况下，通过两档变速器的匹配设计能够降低对于电机的要求，有效的减少成本，同时还能使得电机工作效率增加，提高能量利用率，增加续驶里程。

其主要工作内容如下：①分析了电动汽车动力传动系统的基本构成，根据汽车的基本性能要求，对驱动电机、传动系主要性能参数进行匹配研究。

并从车辆性能影响因素考虑，利用MATLAB/Simulink软件对模型进行仿真，绘制相应的规律曲线，并对模型进行优化。

②初步求得性能匹配参数后，针对变速器模型，对电动汽车的爬坡能力、最高车速等基本性能进行校核。

③校核合格后，最终得出适合给定电动汽车车型的变速器性能匹配参数，即根据动力性要求完成配齿、齿轮设计、轴设计、同步器选择、轴承设计、换档机构设计等工作；④最后根据变速器匹配参数，通过CATIA软件绘制出相应的变速器三维模型，并完成变速器某一齿轮和轴的设计图纸工作。

关键词：电动汽车，传动系统，两档变速器，匹配设计ABSTRACTThe electric vehicle is a complex system, which is a research and development of high-tech projects involving multiple disciplines. The key performance indicators of electric vehicle are the maximum speed, acceleration, gradability and the driving range etc., which are directly related to the level of the drivetrain, therefore we must solve the problem of the drivetrain for improving vehicle performance. Because the current electric vehicle battery technology is not made substantial breakthroughs, it causes that the vehicle in energy efficiency and the driving range performance parameters are not ideal. In the case of unchanged vehicle performance parameters, by using two-speed matching design of the transmission reduces requirements of the motor, which effectively reduces costs while still making the motor increase work efficiency and improve energy efficiency and increase the driving range. The main contents are as follows:①Analysis of the basic structure of the electric vehicle powertrain, matching the main study on the drive motor, drive train performance parameters according to the basic performance requirements of the vehicle. Considerations of affecting vehicle performance, using MATLAB/Simulink simulation software to model, draw the corresponding rule curve and the model optimization.②After the initial performance matching parameters obtained, the basic performance of electric vehicles such as gradability, maximum speed will be checked for transmission model.③After checking passing, eventually gets the appropriate matching performance of the transmission for a given electric vehicle models, next accomplishes selection of teeth number, gear design, shaft design, simultaneous selection, bearing design and the shift mechanism design based on power requirements.④Finally, draws the corresponding three-dimensional model of the transmission by CATIA software according to the matching transmission parameter and accomplishes a gear and shaft design drawings of the transmission.Key words：e lectric vehicle, powertrain, two-speed transmission, matching design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2电动汽车自动变速器 (2)1.2.1自动变速器概述及选型 (2)1.2.2自动变速器国内外研究现状 (4)1.3论文的主要内容 (5)1.3.1课题研究的目的及意义 (5)1.3.2课题研究的内容 (5)2 电控机械式自动变速器设计 (7)2.1变速器设计基本方案 (7)2.1.1给定的整车参数 (7)2.1.2给定的理想电机特性 (7)2.1.3变速器传动机构布置方案 (8)2.1.4变速器主要参数的选择 (9)2.2齿轮设计计算 (13)2.2.1各档齿轮齿数分配的分配 (13)2.2.2齿轮强度计算与校核 (15)2.3整车动力性能及动力传动系统参数匹配 (23)2.3.1电动汽车动力性能指标分析 (23)2.3.2电动汽车的驱动特性场分析 (23)2.3.3加速能力与动力传动系统参数的匹配 (25)2.3.4爬坡能力与动力传动系统参数的匹配 (27)2.3.5最高车速与动力传动系统参数的匹配 (28)2.3.6 Matlab/simulink 建模仿真 (29)2.4轴的设计计算 (31)2.4.1初选轴的直径 (31)2.4.2轴的刚度验算 (32)2.5同步器及操纵机构设计 (38)2.5.1同步器的设计 (38)2.5.2操纵机构设计 (40)2.6轴承的选择及寿命校核 (43)2.6.1输入轴轴承校核 (43)2.6.2输出轴轴承校核 (44)2.6.3中间轴轴承校核 (45)2.7 键选择及强度计算 (45)3 变速器部分三维模型及工程图 (47)3.1 齿轮模型 (47)3.1.1常啮合齿轮 (47)3.1.2一档齿轮 (47)3.1.3二档齿轮 (47)3.1.4内部齿轮啮合 (47)3.2 输出轴模型 (48)3.3 变速器整体模型 (48)3.4 变速器工程图 (48)参考文献 (49)1 绪论1.1研究背景汽车的发展面临两大考验，一是汽车对环境的污染，二是日益短缺的资源所带来的严峻考验。

纯电动汽车变速器优化算法综述

纯电动汽车变速器优化算法综述随着能源环境问题的日益加剧，纯电动汽车作为一种绿色的交通工具受到了越来越多的关注。

然而，与传统燃油汽车相比，纯电动汽车的续航里程有限，这主要是由于电池能量密度和电池寿命等方面的限制所导致的。

因此，如何提高纯电动汽车的续航里程就成为了当前的研究热点之一纯电动汽车的变速器优化是提高续航里程的重要手段之一、传统的汽车变速器通常通过改变传动比来实现对发动机转速和车速之间的匹配，从而达到最佳的工作效果。

然而，在纯电动汽车中，电动机的转速范围相对较宽，且不同转速下的效率也不同，因此传统的变速器优化方法无法直接应用于纯电动汽车中。

针对这个问题，学术界和工业界提出了一系列的纯电动汽车变速器优化算法，包括基于启发式算法的方法、基于模型预测控制的方法等。

基于启发式算法的方法是通过对空间进行遍历，寻找最佳的传动比组合。

例如，遗传算法（Genetic Algorithm，GA）是一种模拟生物进化过程的优化算法，该算法通过交叉、变异等操作对当前最优解进行迭代，从而得到全局最优解。

在纯电动汽车变速器优化中，可以将每个传动比看作染色体的一部分，通过适应度函数评估每个染色体的优劣，并进行选择、交叉和变异等操作，从而得到最佳的传动比组合。

基于模型预测控制的方法是通过建立动力学模型和能量管理策略，预测电动汽车的行驶情况，从而确定最佳的传动比。

例如，使用最优控制理论中的动态规划方法，可以通过对车辆行驶过程中的能量流进行建模和优化，确定最佳的传动比，以最大化续航里程。

此外，还可以使用模型预测控制方法中的多模型策略，根据车辆行驶条件的不同选择不同的控制策略，从而进一步优化传动比。

此外，还有一些基于深度学习的方法被提出，通过大量的数据和自动学习的能力，可以帮助纯电动汽车优化变速器。

例如，使用深度强化学习方法，通过构建一个深度神经网络模型，将车辆状态作为输入，将传动比作为输出，通过迭代训练，最终得到最佳的传动比。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计随着环保意识的增强和电动汽车市场的快速发展，纯电动汽车已经成为汽车行业的一个热门话题。

纯电动汽车相比传统燃油汽车具有零排放、节能环保等优点，越来越受到消费者的青睐。

而自动变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，对于纯电动汽车来说同样至关重要。

在本文中，我们将讨论关于纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计的相关内容。

让我们来了解一下两挡行星齿轮自动变速器的基本结构。

行星齿轮自动变速器由太阳轮、行星轮、外齿圈和卫星轮等几部分组成。

太阳轮是从动轴与传动齿轮连接，外齿圈则与车轮连接，而行星轮则在太阳轮和外齿圈之间运动。

而卫星轮则通过行星轮和太阳轮的齿轮相互咬合，实现车速的变换。

整体结构简洁明了，却能完成复杂的变速功能。

在纯电动汽车的传动系统中，由于电动汽车的动力输出方式与传统汽车存在着一定的差异，因此需要对传统汽车变速器的结构进行一定的改进和优化。

由于纯电动汽车不需要离合器，因此可以将离合器的部分取消，从而降低了整个传动系统的复杂度。

纯电动汽车的传动系统对变速器的需求也有所不同。

由于电动汽车的电机具有宽电转矩特性，因此可以实现更宽的转速范围，这就要求变速器能够更加灵活地调节输出功率，以满足电动汽车在不同车速下的需求。

在两挡行星齿轮自动变速器的结构设计中，需要考虑到电动汽车的这一特点，使得变速器能够更加灵活地适应电动汽车的工况变化。

在纯电动汽车的传动系统中，为了提高整车的能效，往往需要在变速器中加入一些进阶的技术。

比如采用电动汽车动力电池的热管理技术，通过控制电池的温度，可以提高电池的循环寿命；采用智能控制技术，可以根据车辆的负载和外部环境的变化，实时调整变速器的工作状态，以确保整车的动力输出的平稳性和高效性。

在变速器的制造工艺中，也需要考虑到纯电动汽车的特性。

由于电动汽车的动力总成相较传统汽车更加紧凑，因此变速器的尺寸和重量也相应地需要进行调整和优化。

在变速器的结构设计中，需要尽可能地提高传动系统的集成度，减少传动系统的重量和空间占用，以满足电动汽车动力总成的整车安装要求。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计
随着纯电动汽车的普及，传统的机械式变速器已经不能完全满足纯电动汽车的要求。

因此，自动变速器成为了纯电动汽车中比较重要的部分之一。

本文将介绍一种纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计。

1. 变速器的工作原理
本文设计的纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器主要由转子、太阳轮、行星轮、环形齿轮和制动机构等部分组成。

变速器的工作原理是通过制动机构调节不同齿轮的转速比例来实现变速的功能。

当变速器处于1挡状态时，制动机构会使太阳轮固定，环形齿轮和行星轮相互作用，而行星轮则会传递动力到输出轴上。

当变速器处于2挡状态时，制动机构会使环形齿轮固定，而太阳轮和行星轮则相互作用，太阳轮传递动力到输出轴上。

当需要逆转时，制动机构会使其逆转，并达到所需的速度比例。

2. 变速器的设计
为了实现变速器的自动化控制，本文设计了一个基于PLC控制的智能控制系统。

该系统可以自动判断车辆所处的运动状态，并快速响应，从而实现自动的变速控制。

在变速器的设计过程中，需要考虑到变速器的大小、重量和效率等因素。

由于纯电动汽车需要优化能耗，因此变速器的效率尤为重要。

为此，本文采用了行星齿轮传动，行星轮与太阳轮之间的传动效率可以达到96%以上。

同时，通过优化变速器的设计，可以最大限度地减小变速器的尺寸和重量，从而满足汽车空间的要求。

3. 总结。

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计

纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器结构设计随着汽车工业的不断发展，纯电动汽车已经逐渐成为汽车市场上的新宠。

相比传统燃油汽车，纯电动汽车有着更环保、更节能的优势，并且随着电池技术的不断提升，纯电动汽车的续航里程也得到了显著提高。

在纯电动汽车中，自动变速器的设计和性能至关重要，它直接影响车辆的动力传输效率和性能表现。

在纯电动汽车中，由于电机的工作特性，很多车型采用了两挡行星齿轮自动变速器来实现不同速度的匹配和转速的调节，以提高车辆的动力性和能效。

下面我们将深入探讨纯电动汽车两挡行星齿轮自动变速器的结构设计。

需要了解行星齿轮变速器的基本结构。

行星齿轮变速器由太阳轮、行星轮、内齿轮和外齿轮组成。

它通过不同组合方式实现了多档速比的调节，使得车辆可以在不同速度和负载条件下获得合适的动力输出。

行星齿轮变速器具有结构简单、可靠性高、换挡平顺等优点，因此得到了广泛应用。

在纯电动汽车的两挡行星齿轮自动变速器设计中，需要考虑以下几个方面：1. 齿轮材料和制造工艺。

行星齿轮变速器中的齿轮需要承受高速度和大扭矩的工作环境，因此需要选择高强度、高耐磨的材料来制造。

制造工艺的精度和稳定性也对齿轮的性能有着直接影响。

2. 变速器的传动效率。

在纯电动汽车中，能源的利用效率至关重要，因此两挡行星齿轮自动变速器的传动效率需要尽可能高，以减小能量的损耗和提高车辆的续航里程。

3. 换挡的平顺性和响应性。

两挡行星齿轮自动变速器的设计需要确保换挡的平顺性和响应性，保证车辆在不同速度下的动力输出具有良好的连续性和稳定性。

4. 系统的整体布局。

纯电动汽车的两挡行星齿轮自动变速器需要与电机、电控系统等其他部件进行良好的整体布局，以确保整车系统的协同工作和优化性能。

在实际的设计过程中，需要通过CAD、CAE等工具对两挡行星齿轮自动变速器进行结构设计和仿真分析，以验证设计方案的可行性和优化性能。

还需要进行试验验证和样车测试，不断优化和改进设计方案，最终实现两挡行星齿轮自动变速器的优秀性能和可靠性。

电动汽车变速传动装置设计

电动汽车变速传动装置设计摘要随着石油资源的日益减少和环境保护要求的提高，电动汽车的发展越来越受到人们的重视，然而，对动力传动系统部件的设计参数进行研究是提高电动汽车性能的重要手段之一。

变速器是汽车重要的传动系组成，在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。

电动汽车的变速器与普通变速器相比，其结构有所不同。

因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档而设置倒档轴，只需应用电机反转来实现倒车行驶。

设计中利用已知参数确定变速器各参数，对轴和各挡齿轮进行校核，绘制出装配图及零件图。

同时本设计对电动汽车的动力传动系统进行了匹配设计计算，计算结果表明达到性能要求。

目录第1章绪论 (1)1.1电动汽车的简介.........................................................1 1.2电动汽车传动装置的特点.............................................1 1.3电动汽车变速器的功用 (2)第2章电动汽车动力传动系统匹配计算 (3)2.1计算最高车速.........v.......................................v.........3 2.2车辆加速时间的计算...................................................4 2.3车辆爬坡的计算......................................................4 2.4续驶里程的计算 (4)第3章电动汽车变速嚣设计方案及论证 (5)3.1电动汽车变速器的要求.............................................7 3.2变速器设计方案论证 (8)第4章变速置备主要参数的设计计算及校核 (8)4.1主要参数设计.........................................................8 4.2齿轮强度计算.........................................................13 4.3确定轴的尺寸 (16)第5章同步器的设计 (18)5.1同步器的工作原理...................................................19 5.2同步器的功用同步器的种类.......................................19 5.3同步器的参数的确定 (20)第6章变速器操纵机构................................................23 6.1对变速器操纵机构的要求..........................................23 6.2直接操纵手动换挡变速器..........................................23 6.3远距离操纵手动换挡变速器.......................................24 6.4变速器自锁、互锁、倒挡锁装置 (24)第7章变速器轴承................................................26 第8章变速器的润滑与密封....................................27 第9章零件的加工工艺 (28)9.1齿轮轴加工工艺...................................................28 9.2齿轮加工工艺......................................................28 9.3端盖加工工艺......................................................29 9.4装配图 (30)第1 0章结论......................................................31 参考文献.........................................................32 结束语............................................................33 附录 (34)电动汽车变速传动装置设计第1章绪论1.1电动汽车的简介电动汽车是指以车我电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。