电动汽车变速箱课程设计
⑴ 电动汽车有变速箱么没有的话其加速是靠什么原理谢谢~
电动汽车有的装有变速箱有的没装,但他们都装有“电机调速器”——如:DC/DC直流变频器。 就是通过一个能调控电流大小的装置来控制电机转速。
至于是否装变速箱其实很多情况下就取决于“电机调速器”的性能了。
低端的电机调速系统往往无法适应较宽的转速变化,所以往往搭配一个2挡~4挡的变速箱,以满足电机“起步、加速”等工况下的工作。
一些配备了高端“电机调速器”与高档电机的车,则可以不使用变速箱,依靠调速器强大而宽广的电机变速范围,直接驱动电机起步,加速,高速运行。
调速器的原理有几种:直流变频(DC/DC)、直流转交流变频、电阻限流等。欲知详细原理可搜索上述名词。
⑵ 电动方程式的赛车为什么采用 5 挡变速箱
汽车界有个怪现象,随着时间的推移,发动机缸数越来越少,变速箱挡位越来越多。
由于电机转速高,转速范围广,低转速就有高扭矩,所以从静止到极速的过程,只需要简单提高转速就可以完成了,无需改变传动比,也就无需换挡。
在理解这个问题之前,我们首先来聊一聊为什么汽车需要变速箱?
汽车之所以会跑是因为车轮会转,而车轮会转是因为发动机在做活塞运动带动了曲轴旋转。当然,从曲轴转动到车轮转动要通过一系列复杂的机械结构,这里就不展开来说了,免得还没讲到正题就已经蒙圈。
所以,化繁为简来说,曲轴的转速(也就是我们常说的发动机转速)和车轮的转速是关联的。两者之间的关系可以用一个系数来转换,叫做“传动比”,而传动比的大小就是就变速箱来决定的。
△变速箱 不同的齿轮组合实现不同的传动比切换
那电动车上只有一个档位的变速箱,它的传动比是多少呢?下面就是学霸们的算术时间了,不愿意看的朋友们可以直接跳过这段看结论。
假设现在有一台纯电动车,它的最高时速是225km/h,而电机能够达到的最高转速是20000转/分钟,我们可以用轮胎数据来快速计算一下传动比。假设后轮的直径是0.68米,根据公式乘以π得到周长数据,再将每分钟20000转除以60秒,得到每秒钟转速。而速度=转速/传动比*车轮周长,最后计算出来传动比为11.4。
根据以上公式,我们可以看到,与速度相关的变量中,车轮周长是恒定的,所以变量是转速和传动比。
那么一台最高转速为每分钟20000转,传动比为11.4的电机,从转速为0开始加速,达到峰值转速每分钟20000转的时候车速可以达到225km/h。这个速度可以说是远远超过了普通家用车所需要的极速。
所以对于电动车来说,加速的过程靠不断提高转速就可以了,传动比不用变,有一个挡位就可以了,不需要设计多个档位。
即便使用的电机弱一点,峰值转速再低一点,不到20000转/分钟,但目前大部分的量产纯电动车最高设计极速都没有超过160km/h,也是足够满足一台纯电动汽车所需要的最高时速了。
但一台汽油机的话,大部分家用量产车的发动机最高转速每分钟6000转左右,相比电动机来说,汽油发动机的转速低了很多。所以当速度=转速/传动比*车轮周长这个公式中,转速达到最大速度依旧不够时,就只能让传动比变小,从而获得更高的速度了。
用一个例子来说明,如果一台汽油车,传动比和上文提到的电动车一样为11.4的话,经过计算,在转速最高(6000转)的时候,由汽油机驱动的车只能获得67.5km/h的车速,这是远远无法满足日常驾驶的,所以想要获得更高的速度,就需要改变传动比了,比如让传动比达到3.4,汽油机在6000转时就能达到225km/h的速度了。
但在3.4这个传动比下,如果汽油发动机需要将速度降到20km/h行驶的话,经过计算,此时发动机的转速仅仅是530转/分钟,比发动机怠速运转的时候还要低,是无法维持运转的。相信大家在开手动挡的时候,都有过这样的体验,在高档位的时候将速度降到很低,如果不及时换挡的话很容易憋熄火,即便没有熄火,再加速也是非常无力的。
所以,通过以上的计算可以看出,汽油发动机想要实现更宽的车速范围,就需要更多的档位、不同的传动比来保证功率的输出,满足车辆在不同车速下的行驶状况。而且挡位越多,可选的传动比就越多,车辆提速的过程就更平顺,发动机不用经常工作在高转速区间内,油耗也就更低,这也解释了为什么变速箱厂商们拼命在增加档位数。
但是电机的转速高,转速范围广,效率高,低转速的扭矩就足够大,可以用单一传动比就实现0-200km/h的速度区间,无需再加入多档位的变速箱设计,可以一档走天下。
「但是不是说电动车就完全不需要多档变速箱?」
也不是这么绝对,在电动方程式比赛中,FE赛车们还是有不少采用了了多档变速器的。比如奥迪车队的FE赛车就使用了一台三挡变速器,因为电机虽然效率高,峰值扭矩输出快,但在转速比较低的时候,还是有一段输出功率的爬升曲线。
所以,对于赛车来说,尽快达到最大功率的输出,让电机转速提升更快有利于获得更好的圈速成绩。所以它们会在车内加入多档变速器,使得车辆获得更快的加速,更快达到峰值功率。多档位的纯电动车相比单一档位的纯电动车,在起步或者低速过弯时会有更好的加速响应。
「那家用电动车为什么不考虑加入多档位变速箱?」
主要还是成本和体积的问题。
传统变速箱的设计复杂,成本高,体积大,即使设计得再精密也存在效率损耗。对于电动车来说,没有必要为了一点点的改良而加入这么一个费成本,占空间,又还损耗续航里程的机械结构。省下变速箱的空间还可以用来安放更多的电池包,提升纯电动车的续航里程。
当初特斯拉的第一个车型Roadster的最初设计是180kW电机+2档变速箱,但是由于变速箱质量和体积等多种原因,后来改款的时候取消了2挡变速箱,直接采用了更大功率的215kW的电机配单速变速箱。
同时,是否选用多挡变速箱也取决于其搭配的电机类型。体积小的电机,扭矩低,需要用多挡位变速箱作为补充,比如很多插电式混合动力车的电机功率很小,传统汽油机的变速器会在电机工作时也介入工作。但是对于大多数纯电动车上使用的大电机来说,转速高扭矩大,只用单速变速箱就好了
⑶ 纯电动的汽车需要变速器(变速的齿轮)吗
1、纯电动汽车中,不需要传统汽车上的齿轮式变速器了。
2、纯电动汽车采用电机驱动。只要改变施加在驱动电机上的电流、电压值就可以改变电机的转速,也就能达到控制汽车行驶速度的目的了。
3、变速器虽然没有,但纯电动汽车上还是有齿轮传动机构,不过是固定传动比的,不能改变。这样的机构是不能称作变速器的,只是作为降低电机转速,增大扭矩之用。通常手动或自动变速器是有多个传动比并可供手动选择或自动选择的齿轮传动变速机构。
⑷ 电动汽车需要变速器吗为什么 什么情况下需要,什么情况下不需要
如果电动车只是在低速且平缓路面上行驶就不需要变速器了,比如一些场地观光车,特殊用途的车辆。
也就是说,给电动汽车装变速器是两个目的:
1.增加爬坡档,使汽车能有低扭矩大附着力的工作状态;
2.增大汽车的恒功率工作区域,理想的电动机应该有一个很宽的恒功率区,但是受母线电压的影响,在转速达到一定峰值之后功率就会快速下降,增加一两个高档位可以使下降的这个拐点尽量靠后,这样可以使电动汽车能长时间保持在高速状态下,比如在高速公路行驶的情况。
⑸ 求“汽车变速箱齿轮选材及热处理(课程设计)”
一般40Cr,20CrMnTi都可以。40Cr;-σs=500MPa,。20CrMnTi-σs=850MPa。渗碳淬火加低温回火,齿面硬度HRC56~62.,心部硬度HB240~300。分两次淬火,200°C回火。参考《机械设计》邱宣怀等编,高等教育出版社。第12章,齿轮传动,表12.7。《机修手册》第一篇第二册,设备修理的常用材料。
⑹ 为什么说电动汽车不配拥有变速箱
电动车可以不用变速箱,是因为电动机的工作原理和内燃机完全不一样的。
昆明理工大学有论文,《中国电动汽车产业发展研究》上面有讲到。
电动汽车的驱动电动机属于特种电动机,它有比较宽的调速范围、较高的转速以及足够大的启动转矩。
体积小、质量轻、效率高,而且有动态制动强和能量回馈的性能。
就好比说,学霸成绩非常地好,应付一般的考试:“复习?不存在的!”不需要复习的。
装配变速箱反而使得控制变得更复杂
除此之外,电动车还可以通过改变交流电的相序,直接让电动机倒转来实现倒车,所以倒挡也不要了。
那么电动机,倒挡不要的,往前开,一脚踩到底都是够的,那你要什么变速箱呢?
如果说加入变速箱,反而有可能会带来一些其他的麻烦,尤其是对于带有多个电动机的车型来说。
电子科技大学有论文,《电动车整车行驶控制系统设计研究》上面有讲到。
电动汽车的驱动形式有很多种的,主要是前轮驱动、后轮驱动。
形式上有2种,一种是:离合器、变速箱、差速器都有的。还有一种是:只有减速器和差速器的。
如果说,带有变速箱的话,它让这个控制变得非常复杂,再加上成本的原因。
所以一般来说电动车是不带变速箱的,带了没什么好处,反而是增加成本和难度,甚至是故障率。
⑺ 纯电动汽车为什么要用变速箱,用什么样的变速箱,如何控制
电动没说一定用变速箱
变速箱的意义实际上是用在内燃机车上的
为了改变发动机较窄的使用宽度,使发动机的工作范围变大
举个例子,发动机在1500--2200rpm之间最经济,动力性也不错
而我需要1000rpm,这时候就需要变速了,发动机的转速基本不变,用变速箱是变速箱的输出轴转速变成1000.
电机的使用范围是很宽的,等功率区很大,所以一般不涉及变速的问题
用变速箱只是用在爬坡和起步阶段
如果硬要说加速性能不好,那只能说你电机没匹配好,净输出扭矩小。
⑻ 电动汽车为什么不用变速箱来控制转速
通俗的说,就是电机有一个特性,在输入的功率一定的情况下(也就是电压电流一定的情况下),转速越慢(一般是被外力所至)时,扭力越高。转速越高时(无阻力时),扭力越低(这时候一般是电机效率最高的时候),所以,当输入功率一定时,电机总是会自动的调整到到最高效方式来输出动力(这是上帝所赋予的规则,不费一毛钱的控制电路)。
上面那段话在实际的表现就是,当车是停止状态下时,你踩下油门,因为有惯性的阻力,电机自动的调整到你所给的油门所能达到的最高扭力,然后在加速过程中,在每一个时间 点,他总是自动的把扭力减小,而换取这个时间点最高的转速。
第二,他又可以高效的工作在高速区,这里要说一下,一般电机有高速电机,和高扭力电机,一般高扭力电机高效工作区是比较低速的,而高速电机一般扭力不行,但设计成可以达到非常高的速度,并且在高速时效率非常高,我以前看过一个视频,一个日本的实验室做出来的一个轮毂电机,他通过在转动时变换定子的磁线圈的个数及类型,来达到高扭力又高速的目的。
⑼ 电动汽车到底需不需要变速箱
应该不需要吧。电动汽车是通过电控,控制电动机的速度。