Модельная оценка возможности применения ступенчатой трансмиссии в электромобиле

Рассмотрены основные схемы трансмиссий современных транспортных средств, проанализирована практика их использования крупными концернами в составе электромобилей. Показаны возможности и преимущества применения трансмиссий с изменяемым передаточным отношением, выделены основные проблемы, оказывающие влияние на эффективность электромобиля в целом. По результатам выполненных расчетов разработаны рекомендации, касающиеся выбора основных параметров трансмиссии электромобиля в зависимости от требований и условий эксплуатации. Составленные рекомендации направлены на повышение коэффициента полезного действия и улучшение тяговых характеристик транспортного средства электромобиля. В среде MatLab Simulink выполнена модельная оценка трансмиссии с нефиксированным передаточным отношением в составе транспортного средства с электрической силовой установкой и проведен анализ возможности применения такой трансмиссии. Предложена методика определения оптимальных параметров трансмиссии на основе разработанной модели транспортного средства в среде Simulink.

1. Баулина Е. Е., Круташов А. В., Серебряков В. В. Нужна ли коробка передач автомобилю с электроприводом? // Машиностроение и компьютерные технологии. 2014. № 6. С. 93–106.

2. Sorniotti A. et al. Optimization of a multi-speed electric axle as a function of the electric motor properties // 2010 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference. 2010. Р. 1–6.

3. Vehviläinen M. et al. Simulation-Based Comparative Assessment of a Multi-Speed Transmission for an E-Retrofitted Heavy-Duty Truck // Energies. 2022. Vol. 15, N 7. P. 2407.

4. Ahssan M. R., Ektesabi M. M., Gorji S. A. Electric vehicle with multi-speed transmission: a review on performances and complexities // SAE International Journal of Alternative Powertrains. 2018. Vol. 7, N 2. P. 169–182.

5. Тарасик В. П., Пузанова О. В. Методика определения основных параметров и характеристик электромобиля // Вестник Белорусско-Российского университета. 2020. № 4(69). С. 50–60.

6. Поршнев Г. П., Поршнева Е. Г., Худорожков С. И. Проектирование автомобилей и тракторов. Конструирование и расчет трансмиссий автомобилей: учеб. пособие. СПб: Изд-во Политехнического ун-та, 2015. 106 с.

7. Электротехника / Под ред. В. С. Пантюшина. М.: Государственное энергетическое издательство, 1960. 632 с.

8. Walker P. D. et al. Comparison of powertrain system configurations for electric passenger vehicles // SAE Technical Papers. 2015. March 2015. DOI:10.4271/2015-01-0052.

9. Ruan J., Walker P., Zhang N. Comparison of power consumption efficiency of CVT and multi-speed transmissions for electric vehicle // Intern. Journ. of Automotive Engineering. 2018. Vol. 9, N 4. Р. 268–275.

10. Machado F. A. et al. Multi-Speed Gearboxes for Battery Electric Vehicles: Current Status and Future Trends // IEEE Open Journal of Vehicular Technology. 2021. Vol. 2. Р. 419–435.

11. Ruan J. et al. Development of continuously variable transmission and multi-speed dual-clutch transmission for pure electric vehicle // Advances in Mechanical Engineering. 2018. Vol. 10, N 2. Р. 1687814018758223.

12. Kwon K., Jo J., Min S. Multi-objective gear ratio and shifting pattern optimization of multi-speed transmissions for electric vehicles considering variable transmission efficiency // Energy. 2021. Vol. 236. Р. 121419.

13. Hillesheim T. Energy-efficient Shifting of Electric Multi-speed Transmissions // ATZ worldwide. 2021. Vol. 123, N 5. Р. 64–67.

14. Козлова Т. А. Методика поиска рациональных конструктивных параметров тягового привода электромобиля // Вестник евразийской науки. 2016. Т. 8, № 5(36). С. 74.

15. Дунаев М. П. Математическое и физическое моделирование электромобиля // Информационные и математические технологии в науке и управлении. 2017. № 2(6). С. 65–71.

16. Бреки А. Д., Чулкин С. Г., Гвоздев А. Е., Колмаков А. Г. Обобщенная математическая модель внешнего трения скольжения твердых тел // Материаловедение. 2021. № 10. С. 44–48.

17. Кузьмин А. М., Чулкин С. Г., Бреки А. Д. Приспособление для исследования антифрикционных свойств уплотнений из терморасширенного графита // Актуальные проблемы морской энергетики: Матер. 11-й Междунар. науч.-техн. конф. СПб, 17–18 февраля 2022 г. С. 377–381.

18. Дроздов Ю. Н., Маленко И. П., Маленко П. И. Исследование резонансных процессов в поверхностных слоях пар трения скольжения со смазочным материалом, вызванных термическими ударами // Вестник машиностроения. 2015. № 2. С. 44–52.

19. Кузьмин А. М., Чулкин С. Г., Бреки А. Д. Влияние гидросиликата магния на свойства смазочного масла М8В для пар трения скольжения сталь 35–сталь Р6АМ5 // Труды Крыловского государственного научного центра. 2021. № S1. С. 295–297.

20. Лашхи В. Л., Масько С. В., Самусенко В. Д., Щербаков Ю. И., Буяновский И. А. Взаимодействие между присадками различного функционального назначения и их влияние на адсорбционные свойства моторных масел // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2023. № 12. С. 543–547.

21. Гаркунов Д. Н. Бабель В. Г., Мельников Э. Л., Щедрин А. В., Минязева Л. Х., Бабель А. Л. Металлосодержащие противоизносные противозадирные присадки к моторным маслам двигателей внутреннего сгорания // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2020. № 4. С. 17–24.

22. Пат. РФ 2570643 C1. Противоизносная присадка / А. П. Перекрестов, Ю. Н. Дроздов, В. А. Чанчиков, И. Н. Гужвенко, С. А. Свекольников. 10.12.2015.