新能源汽车的传动系统普遍采用单挡变速器。单挡变速器结构相对比较简单、成本低、传动效率高。单挡变速器由两级齿轮传动组成,其中第二级齿轮传动集成差速器。
近年来,随着新能源汽车行业的加快速度进行发展,对新能源变速器性能提出了更高的要求,为适应驱动电机的使用工况,出现了集成多功能的变速器新产品。如平行轴两挡变速器、同轴变速器、同轴2挡变速器、集成电子断开差速器的变速器、集成双离合器式差速器的变速器、集成发动机电机发电机的变速器等新型变速器、电机控制器变速器三合一总成、集成电机及电控和两挡自动变速箱(内置双速离合器、电子限滑差速器)的动力总成等等。
吉凯恩(GKN)两挡变速器,减速比分别为11.38和5.85。应用在宝马(BMW)i8混合动力车上。
与减速比为9-10.5的单挡变速器相比,两挡变速器的低速挡减速比设置为11-12,满足加速和爬坡性能,而且所需电机最大转矩能够更好的降低;高速挡减速比设置为5-9,满足最高车速要求,而且所需电机最高转速能够更好的降低。电机最大转矩和最高转速降低,可使得电机小型化、轻量化。而且两挡变速器可使电机较多地在最佳效率点运转,降低油耗。
集成电控换挡执行机构可匹配PSM或ASM可选方案:1挡带解耦,2挡,带扭矩矢量控制电机功率80kW车轮扭矩3600Nm2挡传动比:14,8/5,05二、同轴单挡减速器
吉凯恩变速器,输入轴与输出轴同轴。应用在沃尔沃(Volvo)XC90T8混合动力汽车上。
雪佛兰(Chevrolet)Bolt变速器,输入轴与输出轴同轴。应用在雪佛兰Bolt纯电动汽车上。
可匹配于混合动力和纯电动车,可实现更高效的全轮驱动功能。两挡设计,采用电动换档装置。
吉凯恩变速器,集成电子断开差速器。图6为其剖视图。应用在沃尔沃XC90T8混合动力汽车上。
高速时,电子断开差速器将电机与车轮分离,以提高高速时系统效率并防止电机超速。电子断开差速器控制犬牙式离合器接合或分离,使用霍尔传感器非接触式测量离合器位置。
吉凯恩变速器,集成双离合器式差速器。该差速器应用在路虎揽胜极光(RangeRoverEvoque)、(FordFocus)RS上,也可应用在纯电动汽车或混合动力汽车上。
采用双离合系统取代传统差速器,可精确调节每个车轮的扭矩,实现左、右车轮扭矩矢量控制。实现扭矩限制,实现电子限滑差速锁功能。断开连接时提高系统效率。
吉凯恩两挡同轴变速器集成双离合器式差速器。在2017年法兰克福国际汽车展上首次亮相。
吉凯恩集成发动机电机发电机的变速器,剖视图如图15所示。应用在三菱欧蓝德(MitsubishiOutlander)混合动力汽车上。
本田(Honda)集成发动机电机发电机的变速器,剖视图如图16所示。应用在雅阁(Accord)混合动力汽车等车型上。
丰田(Toyota)集成发动机电机发电机的变速器,剖视图如图17所示,原理图如图18所示。应用在第四代普锐斯(Prius)等车型上。
(FCA)集成发动机电机发电机的变速器,原理图如图19所示。应用在大捷龙(Pacifica)混合动力汽车上。
丰田L310多级混动变速器,搭载在2018年开始在国内销售的雷克萨斯LC500h跑车和雷克萨斯LS500h轿车上。
丰田L310变速器由输入轴、发电机、驱动电机、油泵、动力分割机构、变速器换挡机构、液压控制管理系统和输出轴组成。发电机的最大的作用是用于发电,驱动电机用于直接驱动整车行驶。其驱动电机的功率为45KW,可低速时驱动整车行驶。所采用的变速箱相当于在以往丰田的THS混合动力系统的基础上增加了一个4AT变速箱串联起来。通过两者状态的变化,可以模拟10个不同的挡位。
实现纯电动、串联混合动力、并联混合动力、混联混合动力等模式之间切换,提高了整车性能和效率。
三合一总成结构紧密相连、功率密度高、系统效率高、安装简单、减少电缆、能够给大家提供整体解决方案。
保时捷Taycan的后桥是集成了电机,两挡自动变速箱,电机控制器(600A)的标准三合一动力总成,整个外壳由铝合金铸造而成,总重量约70kg。两挡变速箱的速比分别是:第一挡的速比大概为16:1,第二挡速比为8.05:1。
由于是采用的两挡自动变速箱,所以它有一个基于离合器的电子限滑差速器,这是一个非常有意思的设计,毕竟当前没有一家主流车企采用双速离合器。
保时捷宣称采用两挡变速箱的问题大多是考虑提高效能同时优化高速和低速的加速性能,最近ZF宣传的他的双速变速箱也是同样的优点。
这个两挡变速箱的最大扭矩是406lb-ft(550N·m),但是奇怪的是它标称的后电机最大输出扭矩是610N·m。
值得一提的是Taycan的变速箱只有一个执行器但却能轻松实现一挡,二挡,空挡,倒挡以及停车挡。