AMT控制技术：改变电动车的运行

虽然电动机可以直接驱动车轮，也可以经过一个减速器驱动车轮而不需要多档变速器，但是因为电动机的起动转矩比较低，在低速时效率比较低，而在高速和大转矩区的效率比较高，所以电动车也给AMT提供了用武之地。在电动车中，2档变速器使用最普遍，因为其结构简单，体积小，重量轻，成本低，更重要的是能基本解决电动车驾驶人对动力性和最高驾驶速度的要求，并能选用比较好的高效率区运行。在2档AMT系统中，1档速比大，主要用于满足快速起步、爬大坡的实际需求；2档用于满足高车速需求。图7-7是广东戈兰玛系统有限公司制造的两种不同转矩的2档AMT电动车动力总成（包括电机和变速器）。

举个例子，如用上述低速电动机配置一个速比为4和1的2档AMT变速器来传递动力，那么先假设变速器的效率为100%，再假设轮胎直径和主传动比的设置使得当电动机转速为2500r/min时，车速刚好为80km/h，那么在变速器的输出端就可以得到图7-8所示的总成外特性曲线。

图7-7 不同转矩的2档AMT电动车动力总成

图7-8 配置两档AMT后的永磁同步电动机动力总成外特性曲线

从图7-8可以看出，在车速低于20km/h的情况下使用低速档，那么动力总成的输出转矩和输出功率都比高速档提高2倍，这相当于选用了一个大了1倍的电动机，而且效率还提高了。在20～40km/h时，虽然输出转矩和输出功率提高幅度还达不到2倍，但增加幅度还是不少。这里假设在车速高于40km/h的情况下使用高速档，那么动力总成的性能就维持直驱时的原状。对于公交车和城市运行工况的其他车辆来说，最重要的是常用的低速区。虽然大部分城市都建在比较平坦的地区，但是高架桥和车库的斜坡都比较陡，都需要动力总成能够输出较大的驱动力和以较低的车速前进和倒退，变速器能够完美地解决这个问题，是比较好的解决方案！

以图7-9的电动机效率图为例，如采用直驱，当电动机工作在700r/min、转矩为450Nm的低速大转矩情况（图中左上方的大圆点），电动机的运行效率为79%。但是当采用速比为4的两档变速器后，对于同样的输出功率，电动机会工作在112.5Nm和2800r/min（图中下方的方形点），那么电动机的运行效率为86%，效率提高了7%。如果速比不为4而是2，那么电动机的工作点就可以移到225Nm和1400r/min（图中中部的三角形点），在该点电动机的运行效率为90%。这就提高了8%。电动机的工作效率提高了，就意味减少了电动机的发热，增加了车辆的巡航里程，或用较少的电能就可以保持相同的续航里程。减少电能，意味着可以少用电池，即减少重量和成本。

图7-9 电动机效率图实例

两档变速器比减速器多一个档位，不只是放大了电动机转矩，重要的是有更多选择最佳效率区的机会。而在城区行驶的公交车大多工作在低速和大转矩情况。所以如果希望在更宽的范围提高输出转矩和输出功率以及选择最高效率区，那么多于2档的变速器就可以大显身手。当然档位越多，变速器的成本和重量都会随之有所上升。(www.xing528.com)

图7-10是一个带两档AMT高速电动车的加速测试曲线。其中100表示为1档，200表示为2档。

从图7-10可以看出，1档换2档点在5800r/min，100km/h时电动机转速为4674r/min。从图7-10中的车辆行驶速度可以得到换档时该车辆的加速度，如图7-11所示。

图7-10 一个带两档AMT高速电动车的加速测试曲线

图7-11 换档时车辆的加速度

从图7-11可以看出，在1档，车辆加速度约为4m/s²，在2档时，加速度约为2m/s²。很明显，1档的加速性能比2档的加速性能好。两档变速器提高了低速区的响应快速性，可以满足驾驶人的操控跟随性能和驾驶动力性诉求。在城市工况，很多时候都在低速下行驶，所以低速档大大提高了车辆的操控性。

T_电动机-T_路阻=am

质量m相同时，变速器的输出转矩越大，加速越快。使用变速器低档时，车辆的输出转矩增大了好几倍。多档变速器虽然增加了系统的复杂程度，也增加了重量和成本，但是它提高了系统的动力性，提高了系统的效率，所以这是值得的。

电动车里的AMT换档和传统能源车里的AMT略有不同。下面来看看它的不同之处。