电动汽车两档变速器结构设计

1、新能源汽车变速机构分为哪八类？

1. 同轴变速器

吉凯恩变速器，输入轴与输出轴同轴。图1 为吉凯恩同轴单档变速器剖视图。应用在沃尔沃（ Volvo ) XCgO 下 8 混合动力汽车上。雪佛兰（ Chevrolet ) Bolt 变速器，输入轴与输出轴同轴。图 2为雪佛兰 Bolt 同轴单档变速器剖视图。应用在雪佛兰 BOIt 纯电动汽车上。输入轴输出轴同轴结构，可减小变速器尺寸，便于整车布置。

（图1）

（图2）

2. 两档变速器

现有常用的电动汽车两档变速器有AMT结构和DCT结构。采用AMT结构时，需要使用同步器，此时换挡冲击较大，而采用DCT结构时，由于变速箱只有两个档位，此时双离合器结构会使成本增加很多。

吉凯恩（ GKN ）两档变速器，减速比分别为 1 1 . 38 和 5 . 85 ．图 3 为吉凯恩两档变速器剖视图，图 4 为吉凯恩两档变速器在输入轴上的换档机构。应用在宝马（ B MW ) i8 混合动力车上。格特拉克（ Getrag ）两档变速器，减速比分别为 1 2 . 06 和 8 . 61 。与减速比为，一 1 0 . 5 的单档变速器相比，两档变速器的低速档减速比设置为 11 一 12 ，满足加速和爬坡性能，而且所需电机最大转矩可以降低；高速档减速比设置为 5 一 9 ，满足最高车速要求，而且所需电机最高转速可以降低。电机最大转矩和最高转速降低，可使得电机小型化、轻量化。而且两档变速器可使电机较多地在最佳效率点运转，降低油耗。

（图3）

（图4）

3. 集成电子断开差速器的变速器

吉凯恩变速器，集成电子断开差速器。图3为其剖视图。图5为吉 凯恩电子断开差速器爆炸图。应用在沃尔沃XC90 T8混合动力汽 车上。 高速时，电子断开差速器将电机与车轮分离，以提高高速时系统 效率并防止电机超速。电子断开差速器控制犬牙式离合器接合或 分离，使用霍尔传感器非接触式测量离合器位置。

(图5）

4. 集成双离合器式差速器的变速器

吉凯恩变速器，集成双离合器式差速器。图6为其剖视图。该差速 器应用在路虎揽胜极光（Range Rover Evoque )、福特福克斯(Ford Focus ) RS上，也可应用在纯电动汽车或混合动力汽车 采用双离合系统取代传统差速器，可精确调节每个车轮的扭矩， 实现左、右车轮扭矩矢量控制。实现扭矩限制，实现电子限滑差 速锁功能。断开连接时提高系统效率。

（图6）

5. 两挡同轴集成双离合器式差速器的变速器

吉凯恩两挡同轴变速器集成双离合器式差速器（吉凯恩称为 eTwinsterX),如图7所示。在2017年法兰克福国际汽车展上 首次亮相。

该变速器综合了上述的两挡、同轴、双离合器式差速器三种变速器的特点。

6 电机控制器变速器三合一总成

计划于2019年在欧洲汽车制造商的全球平台上生产。 采埃孚（ZF )三合一总成，如图9所示。

（图9）

计划于2018年量产，应 用在欧洲汽车制造商车型上麦格纳（Magna )三合一总成，如图10、11、12所示。

（图10）

（图11）

（图12）

博世（Bosch )三合一总成，如图13所示。

（图13）

三合一总成结构紧凑、功率密度高、系统效率高、安装简单、减 少电缆、可以提供整体解决方案。

7集成发动机电机发电机的变速器

吉凯恩集成发动机电机发电机的变速器，剖视图如图14所示。应 用在三菱欧蕊德（Mitsubishi Outlander)混合动力汽车上。

(图14）

本田（Honda )集成发动机电机发电机的变速器，剖视图如图15所示。应用在雅阁（Accord )混合动力汽车等车型上。

 (图15）

丰田（Toyota )集成发动机电机发电机的变速器，剖视图如图 16所示，原理图如图17所示。应用在第四代普锐斯（Prills )等 车型上。

 (图16）

 (图17）

菲亚特克菜斯勒(FCA)集成发动机电机发电机的变速器，原理图 如图18所示。应用在大捷龙（Pacifica )混合动力汽车上。

 (图18）

实现纯电动、串联混合动力、并联混合动力、混联混合动力等模 式之间切换，提高了整车性能和效率。

2、自动变速器主要结构及工作原理

自动变速器的基本结构和工作原理
1 AT传动系统的工作原理
AT传动系统的结构与手动档相比，在结构和使用上有很大的不同。手动档主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中，液力变扭器是AT最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。辅助机构自动换档不能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以还设有干预装置(即手动拨杆)，标志P(停泊)、R(后位)、N(空位)、D(前进位)，另在前进位中还设有“2”和“1”的附加档位，用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。 液力自动变速器通常有两种类型：一种为前置后驱动液力自动变速器；另一种为前置前驱动液力自动变速器。液力自动变速器电子控制通过动力传动控制模块(Power-transmission ControlMole，PCM)接收来自汽车上各种传感器的电信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，动力传动控制模块给执行机构发出指令，并实现下列功能：变速器的升档和降档；一般通过操纵一对电子换档电磁阀在通／断两种状态中转换；通过电子控制压力控制电磁阀(Pressure Control Solenoid，PCS)来调整管路油压；变矩器离合器(Torque Converter Clutch，TCC)用以控制电磁阀的结合和分离时间。

自动变速器主要是根据车速传感器(Vehicle Speed Sensor，VSS)、节气门位置传感器(17hrottle Position Sensor，TPS)以及驾驶员踩下加速踏板的程度进行升位和降位控制。

2 AMT传动系统的工作原理
AMT、传动系统是在传统的固定轴式变速器和干式离合器的基础上，应用微电子驾驶和控制理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通过电动、液压或气动执行机构对选换档机构、离合器、节气门进行操纵，来实现起步和换档的自动操作。AMT传动系统的基本控制原理是：ECU根据驾驶员的操纵(节气门踏板、制动踏板、转向盘、选档器的操纵)和车辆的运行状态(车速、发动机转速、变速器输入轴转速)综合判断，确定驾驶员的意图以及路面情况，采用相应的控制规律，发出控制指令，借助于相应的执行机构，对车辆的动力传动系统进行联合操纵。

AMT、传动系统是对传统干式离合器和手动齿轮变速器进行电子控制实现自动换档，其控制过程基本是模拟驾驶员的操作。ECU的输入有：加速踏板信号、发动机转速、节气门开度、车速等。ECU根据换档规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律产生的输出，对节气门开度、离合器、换档操纵三者进行综合控制。

离合器的控制是通过三个电磁阀实现的，通过油缸的活塞完成离合器的分离或接合。ECU根据离合器行程的信号判断离合器接合的程度，调节接合速度，保证接合平顺。

换档控制一般是在变速器上交叉地安装两个控制油缸。选档与换档由四个电磁阀根据ECU发出指令进行控制。

在正常行驶时，节气门开度的控制由驾驶员直接控制加速踏板，其行程通过传感器输入到：ECU，ECU再根据行程大小，通过对步进电动机控制来控制发动机节气门开度。在换档过程，踏板行程与节气门开度并非完全一致，按换档规律要求先减小节气门开度，进入空档，在挂上新的档位后，接合离合器，随着传递发动机扭矩增大的同时，节气门开度按一定的调节规律加到与加速踏板对应的开度。

3 CVT传动系统的工作原理
CVT采用传动带和可变槽宽的带轮进行动力传递，即当带轮变化槽宽时，相应地改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径而进行变速，传动带一般有橡胶带、金属带和金属链等。CVT是真正的无级变速，它的优点是重量轻、体积小、零件少。与AT比较，它具有较高的运行效率，油耗也较低。但CVT的缺点也很明显，就是传动带很容易损坏，不能承受过大的载荷，因此在自动变速器中占有率较低。

CVT与AMT和AT相比，最主要的优点是它的速比变化是无级的，在各种行驶工况下都能选择最佳的速比，其动力性、经济性和排放与AT相比都得到了很大的改善。但是CVT不能实现换空位，在倒位和起步时还得有一个自动离合器，有的采用液力变矩器，有的采用模拟液力变矩器起步特性的电控湿式离合器或电磁离合器。CVT采用的金属带无级变速器与AT一般所用的行星齿轮有级变速器比较，结构相对简单，在批量生产时成本可能低些。

3、自动挡汽车换挡器检测的工装夹具及其使用方法是什么？

1、近年来，随着低碳环保理念深入人心，纯电动汽车应运而生，并成为全球新能源汽车的重要组成部分。引起了各国的广泛关注和重视。对于纯电动汽车，“配置变速箱”可以有效提升其整体运动性能。因此，本文主要针对电动汽车动力保持机械式自动两档换挡，本文对两档变速器进行仿真研究的主要目的是实现纯电动汽车动力传动系统的高效不间断运行。

2、此外，考虑到纯电动汽车的外形结构总量和设计成本等诸多因素，提出了保动力两档变速器。变速器设计方案显示该变速器主要由单排行星齿轮系统膜片弹簧离合器和相应的制动器组成实现车辆齿轮的转换同时变速器还包括差速器和减速器，便于整体布局纯电动汽车的动力马达与变速器的输入轴借助减速器的中间轴连接自动二速变速器中的单排行星齿轮系统主要由行星齿轮组成*齿圈*太阳齿轮和行星结构成本。

3、本文构建了纯电动汽车机械式两档变速器的仿真平台。基于软件实现通信协议的连接，构建了上下机架组成的动态控制实验系统基于上机架的运行环境，一个比较完善的纯电动汽车仿真模型构建并设置采样周期和各部分参数然后加载到下台进行仿真实验纯电动汽车仿真模型主要包括由信号输入车辆控制车辆驱动电机电池和转换器动力保持机械二速变速器 变速器控制和车辆纵向动力学大子系统模型的组成其中信号输入子系统模型可以根据车辆实际行驶速度或应用各种车辆循环条件来控制行驶速度本课题对设计的变速器进行仿真实验。

4、具体是基于一致的仿真环境模拟模型和动力保持机械两档变速器车辆模型比较两组仿真数据，实验结果如下第一动力保持机械两档变速器具有更好的动力性能，第二个两档变速器具有更好的驱动电机工作效率第三个自动两档变速器具有更高的节能性第四个自动两档变速器可以有效解决以前电动汽车的动力中断问题换档时，从而大大提高纯电动汽车的经济性能和动力性能。

4、电动车变速器工作原理是什么？

它在公知的变速器体、轴承及各种标准件的基础上，在电机与变速器之间设置电机法兰，将电机与变速器连为一体。电机输出轴直接插入变速器内的连接套，通过连接套将动力传给变速器的一轴，一轴上的齿轮与差速器壳体上的被动齿轮啮合，驱动被动齿轮带动差速器及车轮旋转，完成动力传递。