六、变速器

电动机虽然拥有很宽的工作转速范围,但和发动机一样,电动机也有最佳工作转速区间,高于或低于这一区间效率就会下降。一台40kW电动机在刚启动时效率仅有60%~70%。随着转速提高效率逐步提高,在3300~6000r/min区间,效率能够达到94%以上,而在接近极限转速100000r/min时,效率又降到70%左右。可以看出,合理利用变速器,使电动机工作在最佳转速区,对于提高效率十分有意义。纯电动汽车若采用无级变速器会比只使用1挡变速器时的单位里程能耗降低5%~7%,噪声也减小很多。

如果能够通过使用适合的变速器,并对标定加以优化,使效率提高,就意味着在同样行驶里程时,电池用量更少,车辆自重更轻,行驶性能更高,车辆成本更低。

纯电动汽车上变速器只需要1~3个挡就可以了,因此变速器在一定程度上被简化了,但纯电动汽车对传动系统的要求反而更高,变速器优化设计有利于提升电动汽车效率。

1. 1挡变速器

1挡变速器多为2级减速比,即变速器只有1个传动比,主减速器有1个传动比,总传动比为2个传动比相乘。一挡电动机集成变速器多使用在低档小、中型客车上。由于电动机的低速扭矩大、工作转速范围宽的特点,倒挡可不设计,只需电动机反转即可。

高档纯电动轿车多采用如图1⁃49所示的集成式电动驱动系统。把电动机、减速器、差速器、功率控制器集成在一起,外部只有强电、弱电线束和冷却水管。若采用前后轴各一套这样的动力驱动系统则是很好的四轮驱动系统。

图1⁃49　典型纯电动汽车集成电动驱动系统

2.多挡变速器

纯电动客车配装的变速器相比内燃机车型上的变速器有所变化,突出的特点是变速器挡数由传统5挡、6挡简化成2挡、3挡。一汽客车CA6120VRBEV21车型采用的就是一汽开发的2挡自动变速器。苏州金龙海格KLQ6129GHEV车型配装的是3挡机械自动变速器。

图1⁃50　纯电动汽车旋钮式换挡杆

对于纯电动客车,为节省成本,同时又考虑无离合器的自动换挡,因此电控的无同步器自动换挡变速器成为首选。

3.换挡杆

纯电动汽车由于采用了先进的电子控制系统,其换挡杆已多采用电子式。电子式挡杆与变速器的连接并非传统的机械方式,而是采用了更加安全、快捷的电子控制模式,省去了传统机械式的换挡模式,全部采用电子信号进行代替,因而换挡杆的外形设计空间很大,甚至可以设计为旋钮式,如图1⁃50所示。它的优势就在于驾驶者的换挡错误操作会由电脑判断出是否会对变速器造成损伤,从而更好地保护变速器和纠正驾驶者的不良换挡习惯。