两挡电机减速器是未来趋势吗？_技术应用

文章摘要：随着新能源汽车的普及，过去人们对变速器的研究热点逐渐减少。对于电动汽车，电机的转速范围相对较宽，一般在0-18000r/min范围内，甚至在20000r/min范围内

       随着新能源汽车的普及，过去人们对变速器的研究热点逐渐减少。对于电动汽车，电机的转速范围相对较宽，一般在0-18000r/min范围内，甚至在20000r/min范围内，低速时也能输出大量的扭矩，不能正常工作。

       这是否意味着纯电动汽车可以单独由电动机驱动？当然不是。电动汽车需要减速器。如果没有减速器，对车轮的输出扭矩太小，特别是在爬坡等需要大扭矩的情况下，更难以满足。即使大部分时间是在平坦的道路上，但如果选择高速、大扭矩的电机，成本会增加很多。

       目前，为了兼顾经济性和动力性，汽车企业通常采用“二合一”（电机+减速器）一体化方案。然而，预计未来“三合一”（电机+减速器+控制器）电驱动装配方案将成为主流，其驱动因素包括更高的能耗要求和更低的成本。

       目前，世界主流纯电动汽车大多采用电机加单齿轮减速器的一体化方案。然而，随着能耗等要求的提高，未来纯电动汽车有望逐步采用双齿轮减速器。从结构上讲，单齿轮减速器不需要换档机构、同步器和离合器，其结构相对简单，易于实现，因而得到了广泛的应用。目前，主流纯电动汽车采用单齿轮减速器。

       但单齿轮减速器仍存在一些缺陷。单传动比通常不能同时考虑纯电动汽车的动力性和经济性。目前，在NEDC工况下，电传动效率约为84%，特别是在最高或最低转速和低负荷工况下，电传动效率一般会低于60%~70%。严重浪费电能，降低行驶里程。另一方面，当车辆高速行驶时，电机需要保持极高的速度，这会带来噪音。机械问题，如声音和NVH。

       为了提高电传动效率，平衡电机成本，采用双齿轮减速器是今后的主要途径和主要趋势。双齿轮减速器将电机的效率谱分为两部分，既能保证低速大扭矩加速过程的效率，又能兼顾高速小扭矩时的效率。

       目前，为了达到综合性能，市场主流单齿轮减速器的速比大多选择8-10档。舍弗勒、泽夫和吉凯恩都引进了两种齿轮减速器。批量生产的长城WEY P8（参数图）和长安CS75（参数图）PHEV在后桥上装有舍弗勒的两个齿轮减速器。以某一品牌为例，两个齿轮减速器通过一个齿轮采用14.8的大速比，使起动转矩大，加速时间短于100km；两个齿轮减速器采用5.05的小速比，升速后可继续得到电机大扭矩通过齿轮减速，使速度不断提高，同时考虑加速度和最大速度。需求。同时，数据表明，该系统能耗降低6.3%，电池能耗降低8%，行车距离提高6.4%。

       虽然双齿轮减速器的成本有所提高，但效益明显。数据表明，与单齿轮减速器相比，双齿轮减速器的使用成本增加了约2000-3000元，但有较好的综合效益：一方面，功耗降低了5%-10%，在相同的行驶里程要求下，蓄电池安装了电容器。城市可减少约8%。计算每辆车50度电和千瓦时电的成本为1000元，可以节省电池成本。另一方面降低了电机的最高转速和功率要求，降低了电机和控制器的成本。因此，在纯电动汽车上采用双齿轮减速器具有较好的综合效益。

       例如，要达到4000牛米的驱动扭矩，速度比为10，电机的扭矩为400牛米，但这种电机的设计很困难，价格也很高。但如果速比为20，则意味着200nm电机的设计仍然是可以接受的，而且这种电机体积小、价格便宜，在降低噪音和能耗的同时提高了效率。

2019年7月9日，工业和信息化部发布了《乘用车企业平均油耗与新能源汽车一体化并行管理办法》修正案（征求意见稿）。对于纯电动汽车，行驶里程积分系数降低50%，并设置大范围（0.5-1.5）的耗电量调整系数有助于。鼓励汽车公司开发低功耗的纯电动汽车。

随着未来新能源汽车整体与动力消耗水平的联系，为了获得更高的新能源汽车整体，汽车企业必须努力提高汽车动力消耗水平。双齿轮减速器的使用成本增加，但效益明显，有望在未来得到广泛应用。