為了提高汽車的續(xù)駛里程，將電機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)緊密結(jié)合，采用電機(jī)直驅(qū)方法，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)部分的集成。對(duì)于精簡(jiǎn)電機(jī)的控制操作，本文設(shè)計(jì)一種采用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的后驅(qū)型純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，利用三維軟件建立該裝置的模型，對(duì)傳動(dòng)過(guò)程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，驗(yàn)證其運(yùn)動(dòng)特性和避免機(jī)械干涉。

　　最近幾年，純電動(dòng)汽車得到了政府和人們的高度關(guān)注，許多新型技術(shù)也隨之而來(lái)。其中快速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)效率的集成電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)儼然成為汽車相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外知名的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)都在著重研究這方面，并且取得了不小的進(jìn)展。

　　本文主要解決差速集成裝置的設(shè)計(jì)研究，并通過(guò)仿真測(cè)試對(duì)其整車的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性影響，是否滿足整車的工況，試驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的合理性，實(shí)現(xiàn)了集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的目的。

　　1、集成式差速器的總體方案設(shè)計(jì)

　　根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)需求，選取市面上成熟車型進(jìn)行參考，匹配成熟電機(jī)、電池、設(shè)計(jì)匹配差速集成裝置。

　　設(shè)計(jì)的難點(diǎn)為差速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及如何將動(dòng)力均勻的分配到驅(qū)動(dòng)輪。本文就差速集成裝置設(shè)計(jì)予以說(shuō)明。

　　減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案

　　主減速器的傳動(dòng)方案主要為四種：

　　1)螺旋錐齒輪傳動(dòng)

　　2)雙曲面齒輪傳動(dòng)

　　3)圓柱齒輪傳動(dòng)

　　4)蝸輪蝸桿傳動(dòng)

　　一級(jí)圓柱齒輪減速器，通過(guò)主減速器主動(dòng)齒輪和主減速器從動(dòng)齒輪帶動(dòng)差速器，以達(dá)到汽車正常行駛的目的。具體如圖 1 所示。

　　差速器原理

　　差速器工作原理是通過(guò)傳動(dòng)軸帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使環(huán)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)半軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在汽車平穩(wěn)直線行駛時(shí)，行星齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速相同 , 左右側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速也相同 , 中間的行星齒輪不自轉(zhuǎn) , 只在左右側(cè)齒輪之間公轉(zhuǎn)。在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，在行星齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)下，改變汽車的行駛方向，從而完成汽車的轉(zhuǎn)向工作。相比其他差速器，該裝置具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，行駛平穩(wěn)等特點(diǎn)。

　　按結(jié)構(gòu)不同劃分，差速器主要分為四類：

　　1)齒輪式，汽車上大多數(shù)采用的是對(duì)稱錐齒輪式差速器 , 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)。

　　2)凸輪式，比較常見(jiàn)的是滑塊齒輪式差速器, 是一種高摩擦自鎖差速器, 結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

　　3)蝸輪式，是一種高摩擦自鎖差速器, 這種差速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 制造精度高, 所以應(yīng)用不是很廣泛。

　　4)牙嵌式，牙嵌式是自鎖式差速器的一種, 工作可靠, 使用壽命長(zhǎng), 鎖緊性能穩(wěn)定 , 制造也不是很復(fù)雜。

　　通過(guò)上述比較，選擇對(duì)稱式錐齒輪差速器。

　　差速器直齒錐齒輪計(jì)算

　　計(jì)算如表 1 所示。

　　2、仿真測(cè)試

　　整車設(shè)計(jì)參數(shù)如表 2 所示。

　　汽車動(dòng)力仿真模型的建立，如下圖 3 所示。

　　參考實(shí)車行駛狀態(tài)建立仿真模型，模型主要體現(xiàn)駕駛循環(huán)道路、車輛狀態(tài)、動(dòng)力總成及負(fù)載、電源總線以及能量存儲(chǔ)裝置。

　　確定輸入的參數(shù)正確之后，出來(lái)的結(jié)果是關(guān)于電機(jī)和電池工況的放電和汽車速度、續(xù)駛里程、爬坡度的仿真結(jié)果。如下圖 4 所示。

　　通過(guò)此圖可知，汽車 0km/ h ～ 50km/h 的加速時(shí)間為 5.9s，50km/h～80km/h加速時(shí)間為 4.8s。仿真最高速度為 150m/s，大于設(shè)計(jì)值 130m/s，表明電機(jī)的峰值功率和電池的最大放電功率滿足車輛行駛要求。綜合以上信息，車輛的動(dòng)力總成選型匹配滿足汽車的正常行駛及續(xù)駛里程設(shè)計(jì)要求。

　　3、結(jié)論

　　經(jīng)過(guò)以上設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證可得到以下結(jié)論：

　　1、差速集成的選擇需要綜合考慮電機(jī)、電機(jī)端連接、電池以及車輛的用 途。

　　2、設(shè)計(jì)選形過(guò)程中要綜合對(duì)比各種傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最合適的傳動(dòng)方式。

　　3、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于日常通勤的乘用車輛。

　　參考文獻(xiàn)略.