电动汽车减速器.doc

(完整word)电动汽车减速器
1、电动汽车和减速器
以特斯拉和日产聆风为首的几款纯电动汽车,并没有搭载一台传统变速箱，而只单纯搭载了一组减速器,并不提供换挡功能。
对于电动机车辆,电动机从0转速开始就能全动力输出，没有怠速问题困扰，初始动力也比内燃机大，起步问题对于电动车来说就是小菜一碟。没有了起步困扰,电动机车就不需要搭配“大齿比减速器”。关于小齿比，对于内燃机车而言，小齿比高档位通常是在车辆高速运行时使用，降低发动机转速，一方面可以使发动机偏向经济转速运行可以省油，另一方面可以降低噪音，相信不会有人能忍受车子长时间在四五千转发出大量噪音时运行的。而对于电动机来说，不同转速下电能转化成机械能的效率区别并不大,而且本来电动机噪音也远小于内燃机，所以没必要刻意压低电动机转速。
这两方原因让电动机既不需要大齿比变速，也不需要小齿比，电动车厂只需要就只配一个齿比中等的减速器，不给配变速箱了，能省点钱就省点钱吧.于是，特斯拉就只单独配了一个齿比为9。73的减速器，日产聆风也是一个减速器齿比为8.19。从实际计算结果来看,这个中等大小齿比的减速器可以满足电动车起步和加速时的动力需求，电动机本身高转速运行，也可以使整车跑出较高速度.

电动机外特性曲线

2、减速器分类

减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩.它的种类繁多，型号各异,不同种类有不同的用途分类：  
   1、按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器； 
   2、按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；  
   3、按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；  
   4、按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。  
常用的减速机种类:  
   1、摆线减速机  
   2、硬齿面圆柱齿轮减速机  
   3、行星齿轮减速机  
   4、软齿面减速机 
5、三环减速机  
   6、起重机减速机  
   7、蜗杆减速机  
   8、轴装式硬齿面减速机  
   9、无级变速机
目前成熟并标准化的减速器有：圆柱齿轮减速器、涡轮减速器、行星减速器、行星齿轮减速器、RV减速器、摆线针轮减速器和谐波减速器.80—90年代以来,在新兴产业如航空航天、机器人和医疗器械等发展的需求下，需要结构简单紧凑、传递功率大、噪声低、传动平稳的高性能精密减速器，其中RV减速器和谐波减速器是精密减速器中重要的两种减速器。
（电动汽车减速器应用的主要类型 还需要确认！！！！）

3、电动车国内外研究现状

电动汽车的动力传动系统性能决定着电动汽车运行性能的好坏，是电动汽车的核心部分。目前，电动汽车的动力传动系统的布置方式主要有以下方式：
(1)机械传动系统方案，与传统汽车传动系统的布置方式一致，只是用电动机取代了发动机，包含了离合器，变速器，主减速器,差速器和传动轴等,结构示意图如图 1.4 所示。这种布置方式可以提高电动汽车的起动扭矩，增加低速时电动汽车的后备功率.这种传动系统零部件多、较大的电动汽车总质量和较低的传动效率,很难满足电动汽车的整体设计和使用性能的要求,无法充分发挥电动汽车的优势，这种传动系统方案只在早期的电动汽车上采用，现在已经逐步被取代。

机械传动系统方案机构图
(2） 机电集成式传动系统方案，取消了变速器和离合器.将电动机和传动系统集成在一起，由半轴，差速器和单级减速器组成。这种传动系统的主要特点是体积小、质量轻、承载能力大、抗冲击和振动能力强、工作平稳且寿命长的优点.但对电动机的要求较高，要求电动机具有较高的起动转矩和较大的后备功率，以保证电动汽车的起动、爬坡、加速超车等动力性。

机电集成式传动系统方案结构图

在电动车减速器的研究和应用上，国外起步比国内更快一步。美国特斯拉公司生产的 Model S 采用了 BorgWarner 公司生产的 31—01 eGearDrive 减速器，承载峰值转矩 400 Nm，最高输入转速 14000 r/min，传动效率 97%。
Getrag 公司的产品包括 1eDT130,承载峰值的转矩 130 Nm,宽度为177mm，速比为 46/21=2.190，77/17=4。529，总速比 9。922；1eDT162,承载峰值的转矩190Nm，输入轴到差速器尺寸183mm；1eDT240，承载峰值的转矩240 Nm，宽度为 372mm，该公司的产品承载扭矩和尺寸上匹配上无法满足国内电动车辆需求。
国内的减速器厂家，株洲齿轮厂是较早开发电动车减速器的厂家，其产品有1T15,承载峰值的转矩 150 Nm，最高输入转速 9000 r/min，传动比范围 6。91-7。811，重量 15kg.重庆青山公司的减速器产品包括了 EF116 承载峰值的转矩 160 Nm，最高输入转速 9000 r/min，重量 19kg，外形尺寸 430×210.3×204.3 mm，此产品不是专门为电动车开发，而是在原有手动变速器上锁死档位而改动而成的，EF130承载峰值的转矩 300 N.m，最高输入转速 9000 r/min，重量 24kg,外形尺寸447。6×365。7×287。5mm， EF126 承载峰值的转矩为 300 N。m，最高输入转速 9000r/min，重量 25kg，外形尺寸为 508。2×353.9×202mm。

国内外主流的产品结构都是单速比，两级传动，带差速器结构,而国内一些发展较慢的仍然采用由传统手动变速器锁死档位改型的变速器用于电动车，其在体积和重量等都较差。
减速器内部没有换挡机构，没有离合器,没有同步器，没有滚针轴承。

4、电动车和普通减速器的区别

（1）普通汽车主减速器：
汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮的传动比则需很大，而齿轮的传动比越大,两齿轮的半径比也越大，换句话说，也就是变速箱的尺寸会越大。另外，转速下降,而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可以使变速箱的尺寸、质量减小,操纵省力。

（2)电动车减速器
目前了解到的电动车的减速器类型有很多种，并没有应用到机器人用的RV和谐波减速器的结构(原因？？?）
以特斯拉Model S 车型用的 BorgWarner 公司生产的 31-01 eGearDrive 减速器为例，结构图如下。也是两级传动
博格华纳的eGearDrive是针对电动汽车传动系统的新一代产品。全部使用铝压铸壳体，实现轻量化设计，简化部件，减轻产品重量，符合新能源汽车的轻量化设计趋势。

减速器机构图

电动车减速器的设计要素（BorgWarner 公司）：