การเพิ่มประสิทธิภาพของอัตราส่วนการส่งผ่านและคุณภาพการเปลี่ยนแปลงของการส่งสัญญาณอัตโนมัติสองสปีดสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์

1. การเพิ่มประสิทธิภาพของอัตราส่วนการส่งผ่านและคุณภาพการเปลี่ยนแปลงของการส่งสัญญาณอัตโนมัติสองสปีดสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์

สรุป:

การส่งสัญญาณเป็นองค์ประกอบสำคัญของรถไฟขับเคลื่อนยานพาหนะซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของยานพาหนะ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไดรฟ์รถยนต์ไฟฟ้าอัตราส่วนความเร็วคงที่จะถูกปรับเปลี่ยนและมีการปรับใช้โครงการอัตราส่วนการส่งสัญญาณสองสปีดเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ไดรฟ์ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวมของยานพาหนะและ ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ. การศึกษามุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพของอัตราส่วนการส่งและคุณภาพการเปลี่ยนแปลงของระบบเกียร์อัตโนมัติสองสปีดสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์

1 . พารามิเตอร์พื้นฐานของยานพาหนะ

ยานพาหนะไฟฟ้าได้รับการศึกษาตาม microcar แบบดั้งเดิมรักษาระบบช่วงล่างดั้งเดิมโดยใช้แบตเตอรี่กรดแมงกานีสลิเธียมสำหรับแบตเตอรี่พลังงานและมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน หลังจากการวิจัยที่ครอบคลุมพารามิเตอร์ยานพาหนะคือ: มวลโหลดเต็ม 1 350 m/kg ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณเชิงกล 0.9, รัศมีการหมุนยาง 0.258 r/นาที, พื้นที่ลม 1.868 A/m2, ค่าสัมประสิทธิ์ต้านอากาศ 0.31 ตามมาตรฐานมาตรฐาน National GB / T 28382-2012 และการวางตำแหน่งตลาดตัวบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงของยานพาหนะมีดังนี้: 30 นาทีความเร็วสูงสุด≥ 80 km / h ความเร็วการปีนเขาสูงสุด≥ 20% ความเร็วปีนเขา 4% ความลาดชัน≥ 60 กม./ชม. ความเร็วปีนเขา 12% ความชัน≥ 30 กม./ชม. วิธีการทำงานระยะการขับขี่ระยะทาง≥ 100 กม.

2 . มีการกำหนดพารามิเตอร์มอเตอร์ขับเคลื่อน

เมื่อเลือกมอเตอร์เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องแน่ใจว่ามอเตอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดและเพื่อพิจารณาอัตราการคายประจุสูงสุดของชุดแบตเตอรี่

2.1 การคำนวณกำลังของมอเตอร์ไดรฟ์ด้วยความเร็วสูงสุด

ด้วยความเร็วสูงสุดบนถนนแนวนอนโดยไม่สนใจความต้านทานการเร่งความเร็วปล่อยให้ความเร็วลมเป็น 0 จากนั้นกำลังเอาต์พุตของมอเตอร์คือ

P1 คือกำลังขับด้วยความเร็วสูงสุด

ηtคือประสิทธิภาพการส่งผ่านเชิงกล

MG เป็นมวลที่โหลดอย่างเต็มที่ของยานพาหนะ

f (u) คือค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานการหมุน

UMAX เป็นความเร็วสูงสุดของยานพาหนะ

CD คือค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอากาศ

A คือพื้นที่ลม

ที่ไหน

F (U) = 1.2 (0.009 8 + 0.002 5 [U/(100 km/h)] + 0.0004 [U/(100 km/h)] 4)

ตามความต้องการที่แท้จริงและมาตรฐานสากลเลือกความเร็ว 100 กม./ชม. ตามสูตร (2) ผลการคำนวณคือ 0.015 24, ทดแทนสูตร (1) ผลการคำนวณคือ P1 = 13.2 kW หากความเร็วของยานพาหนะสอดคล้องกับมาตรฐานระดับชาติไม่น้อยกว่า 85 กม./ชม. พลังมอเตอร์ยังสามารถเลือกขนาดเล็กลงได้ .

2.2 การคำนวณกำลังของมอเตอร์ไดรฟ์ที่ปีนเขาสูงสุด

พลังงานที่จำเป็นสำหรับการปีนเขาจะคำนวณโดยการเพิกเฉยต่อกำลังความต้านทานอากาศและกำลังความต้านทานการเร่งความเร็วจากนั้นกำลังขับมอเตอร์สามารถคำนวณได้เป็น F (U) = 0.012 7 ตามสูตร (3) สามารถคำนวณได้เป็น P2 = 26 26 กิโลวัตต์

P2 เป็นพลังการขับรถปีนเขาสูงสุด

ฉันคือระดับของการปีนเขา

UA เป็นความเร็วของยานพาหนะขั้นต่ำเมื่อปีน เขา

2.3 การคำนวณประสิทธิภาพการเร่งความเร็วของกำลังสูงสุดของมอเตอร์ไดรฟ์

สมมติว่าความเร็วลม 0, กำลังไฟสูงสุดของยานพาหนะไฟฟ้าบนถนนแนวนอนตั้งอยู่ที่ส่วนท้ายของกระบวนการเร่งความเร็วของยานพาหนะทั้งหมด

P3 เป็นพลังงานสูงสุดที่จำเป็นในตอนท้ายของการเร่งความเร็วแบบสม่ำเสมอ

TA เป็นเวลาเร่งความเร็วที่สม่ำเสมอ

UA คือความเร็วในตอนท้ายของการเร่งความเร็วแบบสม่ำเสมอ

ตามมาตรฐาน GB/T 28382-2012 TA คือ 10 s และ P3 = 21.3 kW สามารถคำนวณได้ตามสมการ (2) และ (4) ตามสมการ (1) กำลังไฟของมอเตอร์คือ 15 kW และกำลังสูงสุดของมอเตอร์คือ 30 kW ตามสมการ (3) และ (4) เพื่อให้เป็นไปตามปัจจัยด้านต้นทุนและความต้องการที่แท้จริงในที่สุดมอเตอร์ก็ถูกเลือกด้วยกำลังที่ได้รับการจัดอันดับ 15 กิโลวัตต์และกำลังสูงสุด 30 กิโลวัตต์

3. อัตราส่วนดั้งเดิมของ driveline ถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบประสิทธิภาพพลังงานของการส่งผ่านโดยใช้อัตราส่วนต่อไปนี้โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสภาพการขับขี่และลักษณะของมอเตอร์เพื่อให้บรรลุการเพิ่มประสิทธิภาพของอัตราส่วนการส่งและเพื่อปรับปรุงคุณภาพการเปลี่ยนแปลง

3.1 ประสิทธิภาพการใช้พลังงานอัตราส่วนเดียว

เพื่อที่จะคำนึงถึงระดับการปีนเขาสูงสุดและความเร็วสูงสุดอัตราส่วนการส่งคงที่จะถูกเลือกให้เป็น 6.963 จากนั้นความต้านทานและความสมดุลของพลังงาน 85 กม./ชม. คือความเร็วสูงสุดที่ได้รับความลาดชัน 12% คือความลาดชันสูงสุด เพื่อให้ประสิทธิภาพการปีนเขาเป็นที่พอใจพลังสูงสุดของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็น 45 กิโลวัตต์และความเร็วจะเพิ่มขึ้นเป็น 9,000 R/นาทีเพื่อให้ได้

ปัญหาหลักในกรณีนี้คือความจำเป็นในการเพิ่มกำลังการปล่อยแบตเตอรี่น้ำมันหล่อลื่นของกระปุกเกียร์และผลกระทบต่อการพลิกกลับของเพลาอินพุตกล่องเกียร์ในเกียร์ย้อนกลับ

3.2 ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอัตราส่วนเกียร์ทั้งสองหากอินพุตพลังงานของมอเตอร์เท่ากันอัตราส่วนเกียร์สูงและอัตราส่วนเกียร์ต่ำของการส่งเกียร์ทั้งสองคือ 6.5 และ 10 ตามลำดับ

90 กม./ชม. เป็นความเร็วสูงสุดที่สามารถทำได้ในขณะที่การไล่ระดับสีปีนเขาสูงสุดไม่ถึง 20% และสามารถเข้าหาได้เท่านั้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้กำลังไฟที่สูงขึ้นจากมอเตอร์ไดรฟ์เพื่อให้ได้ความเร็วที่สูงขึ้นและการปีนขึ้นไปซึ่งต้องใช้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่ดีขึ้นเช่นกัน

3.3 ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอัตราการส่งความเร็วห้าสปีด

ด้วยการจัดอันดับพลังงาน 15 กิโลวัตต์อัตราส่วนสูงสุดและต่ำสุดของการส่งสัญญาณห้าสปีดคือ 3.538 และ 0.78 ตามลำดับโดยมีอัตราส่วนการลดลงหลัก 3.765 และอัตราส่วนเกียร์ย้อนกลับที่ 3.454 96 กม./ชม. เป็นความเร็วสูงสุดที่สามารถทำได้ด้วยการส่งสัญญาณห้าสปีดที่ระดับพลังงาน 15 กิโลวัตต์และการไล่ระดับสีปีนเขาสูงสุดมากกว่า 20%ดังนั้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานจึงเป็นไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ หากต้องการความเร็วมาตรฐานขั้นต่ำ 85 กม./ชม. อัตราส่วนสูงสุดและต่ำสุดของการส่งความเร็วห้าสปีดคือ 5.494 และ 1.033 ตามลำดับโดยมีอัตราส่วนการลดลงหลัก 4.314 และอัตราส่วนเกียร์ย้อนกลับที่ 3.583 ด้วยกำลัง 11 กิโลวัตต์ยานพาหนะสามารถเข้าถึงความเร็วสูงสุด 85 กม./ชม. และการไล่ระดับสีสูงสุด 20% ด้วยสองเกียร์ข้อกำหนดการปล่อยแบตเตอรี่คือ 30 กิโลวัตต์โดยมีตัวคูณการปลดปล่อย 1.28; ด้วยห้าเกียร์แบตเตอรี่จะต้องให้กำลังขับ 15 กิโลวัตต์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานด้วยตัวคูณการปล่อย 0.64 ดังนั้นข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จึงลดลงอย่างมากเมื่อใช้เกียร์ห้าสปีด

3. 4 การเปรียบเทียบการส่ง 3 ประเภท

จากการวิเคราะห์ข้างต้นความเร็วสูงสุดและการปีนเขาสูงสุดสำหรับการส่งสัญญาณทั้งสามจะแสดงในตารางที่ 1 หากเลือกมอเตอร์ด้วยการจัดอันดับพลังงาน 15 กิโลวัตต์ ด้วยมอเตอร์ 15 kW และเกียร์ห้าสปีดความเร็วสูงสุดและการไล่ระดับสีสูงสุดสามารถทำได้

ในแง่ของการใช้พลังงานภายใต้เงื่อนไขเดียวกันการส่งออกพลังงานขั้นต่ำของการส่งความเร็วห้าสปีดคือ 11 กิโลวัตต์ผลผลิตขั้นต่ำของการส่งความเร็วสองสปีดคือ 15 kW และการส่งความเร็วเดียวคือ 45 กิโลวัตต์

ในแง่ของการใช้พลังงานการส่งสัญญาณห้าสปีดนั้นต่ำที่สุด

3. บทสรุป

การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าอัตราการส่งสัญญาณอัตโนมัติสองสปีดของยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์นั้นดีกว่าอัตราการส่งความเร็วเดียว แต่แย่กว่าอัตราการส่งความเร็วห้าสปีดเล็กน้อย ดังนั้นสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าบริสุทธิ์ที่มีการส่งสัญญาณสองสปีดเพื่อปรับปรุงอัตราส่วนแบบดั้งเดิมและบรรลุความเร็วสูงสุดและระดับการปีนเขาสูงสุดการส่งสัญญาณสามารถปรับปรุงได้โดยใช้การส่งสัญญาณห้าสปีดซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของยานพาหนะได้ . ในขั้นตอนนี้การส่งสัญญาณห้าสปีดได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาอุตสาหกรรมแล้วในขณะที่ผลลัพธ์ของการพัฒนาระบบส่งสัญญาณสองสปีดนั้นไม่ชัดเจนดังนั้นการส่งสัญญาณห้าสปีดสามารถนำไปใช้โดยตรงกับเทคโนโลยีและความสำเร็จที่มีอยู่เพื่อลดการวิจัยและการลดลงของการวิจัย ค่าใช้จ่ายในการพัฒนาในขณะที่การส่งสัญญาณห้าสปีดของแบตเตอรี่ความต้องการมอเตอร์ไม่สูงเป็นทิศทางหลักของการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้าในอนาคต