01、两挡驱动桥概述目前主流的纯电动汽车均采用单电机结婚单挡减速器的构造,其道理正在于,单挡减速器不需求选换挡元件,构造单纯,本钱低。然则单挡减速器无法对
目前主流的纯电动汽车均采用单电机结婚单挡减速器的构造,其道理正在于,单挡减速器不需求选换挡元件,构造单纯,本钱低。然则单挡减速器无法对电机的职责形态实行有用调度,对电机的功能条件较高。有统计显示某海外汽车零部件公司拓荒的两挡箱,NEDC工况下百公里电耗比单挡减速器低落6.3%,续航里程弥补了6.4%。众挡化将是另日电桥繁荣的趋向。
基于行星齿轮机构的两挡电桥众采用聚散器、制动器等实行挡位切换,也有采用同步器实行换挡的,但极少。遵循行星排的特征,通过聚散器、制动器的配合行使,从而告终区别的传动比。目前这种手艺相对成熟,构造紧凑、换挡平顺。
奥林康提出一款两挡混动后驱电桥,电机和后桥同轴安排,带动机动力通过一对柱齿斜齿轮(一级减速)和一对弧齿锥齿轮(二级减速)传入接事壳,电机动力通过狗牙聚散器通报至差壳,也便是说带动机和电机动力正在差壳上耦合,然后通过半轴输出,驱动车辆进取或退却。
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除了安排为P3构型外,奥林康两挡箱稍经改动,打消带动机输入即可行为两挡后驱电桥行使,也便是P4构型,本文厉重商讨后者。
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该行星排有两个太阳轮Z1和Z5,此中Z1连合电机行为动力输入,Z5和狗牙聚散器纠合后行为二挡输出,齿圈Z2通过螺栓和壳体固连,Z3和Z4是固连正在一同的双联行星轮。和常睹行星排区别的是奥林康行星排的行星轮通过两头的锥轴承连合到行星架上,现实上和通俗行星排一律,都是告终行星轮的自传和公转。一切行星齿轮机构可能算作是两个行星排的组合,NGW行星排:Z5-PC-Z2,NW行星排:Z1-PC-Z2。构造简图如下
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上图中行星排特色参数i2=Z2/Z5,i1=(Z2*Z3)/(Z4*Z1)。一挡时狗牙聚散器连合行星架PC和差壳,动力从Z1通报至行星架PC,再经狗牙聚散器接事壳,由图4知此时速比为
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二挡时狗牙聚散器连合太阳轮Z5和差壳,动力从Z1通报至太阳轮Z5,再经狗牙聚散器接事壳,由图4知此时速比为
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上表显示,与单级减速器比拟,两挡箱把0-60英里/小时的加快年光节减0.3秒,100-150英里/小时的加快年光节减1.4秒,而且续航里程晋升了0.3%。于是,保时捷为Taycan装备的两挡箱,厉重方针是为了晋升加快功能而不是续航里程。
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狗牙聚散器用于锁止太阳轮,使得后桥正在1挡驱动,众片聚散器用于纠合齿圈和太阳轮使得后桥为直接挡驱动,其它该箱另有两对减速齿轮,构造简图如图7所示
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一挡时狗牙聚散器闭合,太阳轮锁止,聚散器C1掀开,设i1=(Z2/Z1)*(Z4/Z3),则一挡速比为
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eTwinsterX的行星齿轮机构是WW型行星排,通过三级减速将动力传出接事壳,第一级为直齿斜齿轮,电机的动力通过该级减速进入到行星排实行二级减速增扭。一挡时众模聚散器B1闭合锁止小太阳轮S1,C1掀开,行星架行为输入,动力经大太阳轮S2输出到第三级减速齿轮,然后经差速器到两半轴;二挡时B1处于自正在形态,C1闭合将行星架和大太阳轮S2纠合正在一同,由此酿成直接挡传动,减速比由第一级和第三级决心。
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图11、图12中行星排特色参数k=(ZP1/ZS1)*(ZS2/ZP2)。eTwinsterX涉及到WW型行星排的双联行星轮,同样存正在装置贫困的题目。遵循阅历为认识决大宗量分娩的题目,为了装置时尽或许的容易,配齿时两太阳轮要策画成行星轮个数的倍数,同时为了对齿轻易,两行星轮齿数最好策画成倍数相闭。但齿数如许策画,或许会带来NVH题目,即所谓相位同步,于是有时就不得不实行平均折中,需求担任好度。FEV于2018年提出一款基于拉维纳行星排的二合一两挡箱样箱,电机和减速器一格式策画,把握器采用弱连合,通过螺栓固定到主箱体上,整箱不含润滑油重量不超越85kg。电机采用英国YASA的盘式电机,最高转速10000rpm(现正在看来这个转速很低,也只可结婚两挡箱),最大扭矩500Nm,峰值功率300kW,继续功率150kW,最高车速>200kph。
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拉维纳行星排和电机同轴安排,太阳轮SS连合电机行为输入,大齿圈R输出动力,行星架PC通过制动器B1实行锁止,告终一挡输出,速比为12.3,太阳轮SL通过制动器B2实行锁止,告终二挡输出,速比为8.48,构造简图如下
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FEV两挡箱采用了拉维纳行星排,这种行星齿轮机构配齿策画也较量艰难,为了避免齿圈和行星轮(双行星排的行星轮)之间干预,需求几次试算宏观参数,直至寻找一组间隙餍足策画条件的齿轮参数。其它因为拉维纳行星排同时啮合的齿轮对较众,也容易惹起NVH题目,并且禁止易通过修形实行批改,策画时需求赐与足够的侧重。舍弗勒很早之前即推出过一款面向另日的纯电动汽车动力体系——eDrive电动观念车,那仍是2011年,不得不敬仰舍弗勒的政策视力。他们以为通过行使可变速双速驱动器,正在混动汽车中将具有异常大的上风。以下为其平行轴安排的两挡治理计划。
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舍弗勒这款两挡箱的主旨部件为NGW行星排和特意拓荒的一套同步器式换挡机构,为便于看清图17中的传动机构绘制构造简图如下
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换挡机构有三个地位——左、中、右,离别对应,1挡、空挡和2挡。1挡时拨叉往右拨动策动同步器齿套往左运动,TM电机动力经NGW实行第一级减速,齿圈锁止,太阳轮输入,行星架输出,这是NGW行星排的表率功效之一,尔后由正齿轮实行二级减速输出接事壳;2挡时拨叉往左拨动策动同步器齿套往右运动,动力由太阳轮直接输出到二级减速齿轮,结果经差壳到半轴输出。
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显着该计划行使NGW行星排使得构造单纯、紧凑,功率密度高,本钱低,目前搭载该款减速器的国内车型有长城WEY P8以及长安CS75 PHEV除上述正齿轮行为二级减速的两挡计划外,舍弗勒还拓荒了一款峰值功率为12kW的48V电桥。囊括一个电机,两个NGW行星排串联正在一同的两挡减速器,以及电子呆板式换挡机构,睹图19
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换挡机构平安行轴两挡一律,拨叉处于左、中、右地位时离别对应2挡、空挡和1挡。1挡时同步器右边纠合,电机驱动力通过S1-PC1-S2-PC2,再由同步器齿套输出;2挡时同步器左边纠合,电机动力仅由S1-PC1-R1单个行星排传动。完全睹图21
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由上图,1挡时,S1输入动力,PC2输出,速比为nS1/nPC2=(1+i1)*(1+i2)=15,同样2挡时,S1输入,输出轴为PC1,此时遵循上图右边杠杆,速比为nS1/nPC1=1+i1,此中i1=ZR1/ZS1,i2=ZR2/ZS2。舍弗勒平行轴两挡计划采用了NGW行星排,NGW是整个行星排中构造最为单纯的,本钱低,大宗量分娩容易。然则选换挡元件采用的是同步器,换挡时存正在动力停止的状况,对把握条件较高。馨联动力建立于2013年,坐落于上海嘉定,潜心于新能源电驱动总成的研发,其拓荒的两挡纯电动构造新鲜,功能超卓,功率密度高,目前样箱一经乘车验证。
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EV3000为三合一纯电动两挡箱,两级减速,电机动力通过无齿圈的拉维纳行星排减速后由行星架输出,通过二级减速齿轮,最终由输出接事壳,经半轴通报到车轮。小太阳轮S1连合众模聚散器B1,锁止S1供给支点,大太阳轮连合电机为动力输入,两个太阳轮之间安排众片聚散器C1,当C1闭合,B1掀开时,告终两太阳轮的连合,一切行星排为一合座,酿成直接档,是为2挡。众模聚散器B1的行使,可能进步体系功用,扶植B1为常闭,2挡时B1回到中央地位,因为众模聚散器没有众片式聚散器的摩擦片、对耦片等元件,于是2挡高转速时,拖曳牺牲较小,对付一切体系的功用晋升有1~2%的进献。
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基于行星排的两挡电桥计划,有采用单纯的NGW的,有采用拉维纳或变形的拉维纳式的,有采用双行星轮行星排的,有采用NW的,也有采用NW+NGW的,安排体例足够众样;换挡元件寻常采用制动器+聚散器的组合体例,当然也有同步器式的。不管是哪一种计划,目前睹诸于市的众是海外公司策画分娩,显睹咱们的差异。
拆解解析别人的计划,也是个研习生长的经过,要害是要拆的明确,学的明了,本文写作经过中盘问了许众原料,觉察有些作品存正在误导,需求咱们有必定的辨识度。
盘货了一下目前乘车的厉重的两挡纯电动,众是海外拓荒出品,颂扬他们工程师的生意秤谌,颂扬他们对庞大零部件的操纵,加倍是行星排及精妙的选换挡计划,这些都是国内公司的短板,但他们的工程师却应用娴熟,百般大胆的计划层见迭出。
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