تحسين نسب النقل وجودة التحول في عمليات نقل أوتوماتيكية من سرعتين للسيارات الكهربائية النقية

1. تحسين نسب النقل وجودة التحول في عمليات نقل أوتوماتيكية من سرعتين للسيارات الكهربائية النقية

ملخص:

يعد ناقل الحركة مكونًا رئيسيًا في قطار محرك السيارة ، والذي يؤثر بشكل مباشر على أداء السيارة. من أجل تحسين كفاءة محرك محرك السيارة الكهربائي ، يتم تعديل مركبة كهربائية نسبة السرعة الثابتة ويتم اعتماد مخطط نسبة نقل سرعتين لتحسين كفاءة محرك القيادة ، مما يحسن بدوره أداء الطاقة الإجمالي و الأداء الاقتصادي. تركز الدراسة على تحسين نسبة النقل وجودة تحول ناقل حركة أوتوماتيكي من سرعتين للسيارات الكهربائية النقية.

1 . المعلمات الأساسية للسيارة

تمت دراسة السيارة الكهربائية استنادًا إلى microcar التقليدية ، مع الاحتفاظ بنظام التعليق الأصلي ، باستخدام بطاريات حمض المنغنيز الليثيوم لبطارية الطاقة والمحركات المتزامنة المغناطيسية الدائمة لمحرك القيادة. بعد الأبحاث الشاملة ، تكون معلمات السيارة هي: كتلة الحمل الكاملة 1 350 م/كغ ، كفاءة الإرسال الميكانيكية 0.9 ، نصف قطر الإطارات 0.258 R/دقيقة ، منطقة الرياح 1.868 A/M2 ، معامل مقاومة الهواء 0.31. وفقًا لمعايير GB / T 28382-2012 المعيارية الوطنية ، تكون مؤشرات ديناميات السيارة كما يلي: 30 دقيقة أقصى سرعة ≥ 80 كم / ساعة. أقصى سرعة تسلق ≥ 20 ٪ ، سرعة التسلق بنسبة 4 ٪ منحدر ≥ 60 كم/ساعة ، سرعة التسلق بنسبة 12 ٪ من الميل ≥ 30 كم/ساعة ، طريقة العمل التي تقود الأميال ≥ 100 كم.

2 . يتم تحديد معلمات محرك القيادة

عند اختيار المحرك ، من المهم التأكد من أن المحرك يعمل بأقصى قدر من الكفاءة وأيضًا النظر في معدل تفريغ الذروة لحزمة البطارية.

2.1 حساب قوة محرك القيادة بأقصى سرعة

بأعلى سرعة على طريق أفقي ، متجاهلاً مقاومة التسارع ، فليكن سرعة الرياح 0 ، ثم طاقة الإخراج للمحرك

P1 هي قوة القيادة بأقصى سرعة ؛

ηT هو كفاءة النقل الميكانيكية.

MG هي الكتلة المحملة بالكامل للسيارة.

F (u) هو معامل المقاومة المتداول ؛

Umax هو أقصى سرعة السيارة.

القرص المضغوط هو معامل مقاومة الهواء.

أ هي منطقة الرياح.

أين

f (u) = 1.2 (0.009 8 + 0.002 5 [u/(100 km/h)] + 0.0004 [u/(100 km/h)] 4).

وفقًا للطلب الفعلي والمعايير الدولية ، اختر بسرعة 100 كم/ساعة ، وفقًا للصيغة (2) ، تكون نتيجة الحساب 0.015 24 ، بديلاً عن الصيغة (1) ، نتيجة الحساب هي P1 = 13.2 كيلو واط. إذا كانت سرعة السيارة تتماشى مع المعيار الوطني لا تقل عن 85 كم/ساعة ، فيمكن أن تختار طاقة المحرك أيضًا أصغر. .

2.2 حساب قوة محرك القيادة في الحد الأقصى للتسلق

يتم حساب الطاقة المطلوبة لتسلق التل عن طريق تجاهل قوة مقاومة الهواء وقوة مقاومة التسارع ، ثم يمكن حساب طاقة الإخراج المحرك على أنها F (u) = 0.012 7 ، وفقًا للصيغة (3) يمكن حسابها على أنها p2 = 26 KW.

P2 هو أقصى قوة قيادة تسلق.

أنا درجة التسلق.

UA هو الحد الأدنى لسرعة السيارة عند التسلق .

2.3 حساب أداء تسريع من ذروة قوة محرك القيادة

على افتراض سرعة الرياح 0 ، فإن الحد الأقصى لمخرج الطاقة للسيارة الكهربائية على طريق أفقي يقع في نهاية عملية التسارع للسيارة بأكملها.

P3 هو الحد الأقصى للطاقة المطلوبة في لحظة التسارع الموحد ؛

TA هو وقت التسارع الموحد.

UA هي السرعة في نهاية التسارع الموحد.

وفقًا لمعيار GB/T 28382-2012 ، يمكن حساب TA 10 ثوانٍ ، ويمكن حساب P3 = 21.3 كيلو واط وفقًا للمعادلة (2) و (4). وفقًا للمعادلة (1) ، فإن القوة المقدرة للمحرك هي 15 كيلو واط ، وتبلغ قوة ذروة المحرك 30 كيلو واط وفقًا للمعادلة (3) و (4). من أجل تلبية عامل التكلفة والطلب الفعلي ، يتم اختيار المحرك أخيرًا مع قوة مصنفة قدرها 15 كيلو واط وقمة ذروة 30 كيلوواط.

3. يتم تحديد النسبة التقليدية لخط القيادة من خلال مقارنة أداء الطاقة للناقل باستخدام النسب التالية دون تغييرات في ظروف القيادة وخصائص المحرك ، لتحقيق تحسين نسبة الإرسال وتحسين جودة التحول.

3.1 أداء قوة واحد

من أجل مراعاة الحد الأقصى لدرجة التسلق والحد الأقصى للسرعة ، يتم اختيار نسبة النقل الثابتة لتكون 6.963 ، ثم مقاومتها وتوازن الطاقة ، 85 كم/ساعة هي الحد الأقصى للسرعة التي تم تحقيقها ، ومنحدر 12 ٪ هو الميل الأقصى ، من أجل جعل أداء التسلق يرضي ، تزداد قوة ذروة المحرك إلى 45 كيلو واط ويتم زيادة السرعة إلى 9000 ص/دقيقة من أجل تحقيقها.

تتمثل المشكلات الرئيسية في هذه الحالة في زيادة طاقة تصريف البطارية ، وزيادة علبة التروس والتأثير على عكس عمود إدخال علبة التروس في العتاد العكسي.

3.2 أداء الطاقة لنسبتي التروس إذا كان إدخال الطاقة للمحرك هو نفسه ، فإن نسبة التروس العالية ونسبة التروس المنخفضة لنقل التروس هي 6.5 و 10 على التوالي.

90 كم/ساعة هو الحد الأقصى للسرعة التي يمكن تحقيقها ، في حين أن الحد الأقصى لتدرج التسلق لا يصل إلى 20 ٪ ولا يمكن الاقتراب منه إلا. لذلك ، يلزم إخراج طاقة أعلى من محرك القيادة لتحقيق سرعات أعلى ودرجات التسلق ، مما يتطلب تحسين أداء البطارية أيضًا.

3.3 أداء الطاقة لنسبة النقل بخمس سرعات

مع تصنيف الطاقة 15 كيلو واط ، فإن النسب القصوى والحد الأدنى للنقل الخمس سرعات هي 3.538 و 0.78 على التوالي ، مع نسبة الحد الرئيسية من 3.765 ونسبة تروس عكسية قدرها 3.454. 96 كم/ساعة هو الحد الأقصى للسرعة التي يمكن تحقيقها مع الإرسال بخمس سرعات عند تصنيف الطاقة 15 كيلو واط ، والحد الأقصى لتدرج التسلق أكثر من 20 ٪ ، وبالتالي يتم استيفاء أداء الطاقة بشكل فعال. إذا كان الحد الأدنى للسرعة القياسية البالغة 85 كم/ساعة مطلوبة ، فإن النسب الأقصى والحد الأدنى للنقل الخمس سرعات هي 5.494 و 1.033 على التوالي ، مع نسبة الحد الرئيسية من 4.314 ونسبة تروس عكسية قدرها 3.583. عند الطاقة المقدرة 11 كيلو واط ، يمكن أن تصل السيارة إلى أقصى سرعة قدرها 85 كم/ساعة والحد الأقصى لتدرج 20 ٪. مع اثنين من التروس ، يكون متطلبات طاقة تفريغ البطارية 30 كيلو واط ، مع مضاعف التفريغ 1.28 ؛ مع خمسة تروس ، تحتاج البطارية فقط إلى توفير 15 كيلو واط من طاقة التفريغ لتلبية أداء الطاقة ، مع مضاعف التفريغ 0.64. لذلك ، يتم تقليل متطلبات أداء البطارية بشكل كبير عند استخدام ناقل حركة بخمس سرعات.

3. 4 مقارنة بين 3 أنواع من الإرسال

استنادًا إلى التحليل أعلاه ، يتم عرض الحد الأقصى للسرعة والحد الأقصى لتسلق التل للنقل الثلاثة في الجدول 1 إذا تم تحديد المحرك بتصنيف طاقة 15 كيلو واط. مع محرك 15 كيلو واط وناقل حركة من خمس سرعات ، يمكن تحقيق أقصى سرعة وأقصى درجات التدرج.

فيما يتعلق باستهلاك الطاقة ، في ظل نفس الظروف ، يكون الحد الأدنى لمخرج الطاقة من ناقل الحركة بخمس سرعات 11 كيلو واط ، وهو الحد الأدنى للإرسال من سرعتين هو 15 كيلو واط ، ويبلغ انتقال السرعة أحادية السرعة 45 كيلو واط.

من حيث استهلاك الطاقة ، يكون الإرسال بخمس سرعات هو الأدنى.

3 - الخلاصة

توضح هذه الدراسة أن نسبة ناقل الحركة التلقائية المكونة من سرعتين من السيارات الكهربائية النقية أفضل من نسبة النقل ذات السرعة الواحدة ، ولكنها أسوأ قليلاً من نسبة النقل بخمس سرعات. لذلك ، بالنسبة للسيارات الكهربائية النقية ذات الإرسال بسرعتين ، من أجل تحسين النسبة التقليدية وتحقيق أقصى سرعة وحد أقصى درجة التسلق ، يمكن تحسين ناقل الحركة ، باستخدام ناقل حركة من خمس سرعات ، مما يمكن أن يحقق تحسين أداء السيارة . في هذه المرحلة ، حققت عمليات الإرسال من خمس سرعات بالفعل تطورًا صناعيًا ، في حين من الواضح أن نتائج تطوير الإرسال من سرعتين ليست واضحة ، لذلك يمكن تطبيق عمليات الإرسال بخمس سرعات مباشرة على التقنيات والإنجازات الحالية ، لتحقيق انخفاض في البحث و تكاليف التطوير ، في حين أن عمليات النقل الخمس سرعات على البطارية ، فإن متطلبات المحرك ليست عالية ، هي الاتجاه الرئيسي لتطوير المركبات الكهربائية المستقبلية.