CN112109694B - 电动车两档变速器的匹配方法和多档变速器的匹配方法 - Google Patents

电动车两档变速器的匹配方法和多档变速器的匹配方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动车两档变速器的匹配方法和多档变速器的匹配方法，其中，两档变速器的匹配方法包括：确定变速器的一档速比范围和二档速比范围；构建电动车的百公里加速表达式；获取电动车换档前的一档电机转速和换档后的二档电机转速；获取电动车的百公里加速时间，并获取百公里加速时间中的百公里加速时间最优值；确定升档换档点和降档换档点。本方案在计算速比范围时充分考虑了电动车的动力性能，避免了因速比过大而造成的最高车速较低的问题。并且，当一档电机效率低于二档电机效率时，就以二档行驶，提高了电能的经济性。相比于一档固定速比的减速器，电机工况选择空间较大，电机在高效率区间运行的可能性更大，节能效果也更好。

Description

电动车两档变速器的匹配方法和多档变速器的匹配方法
技术领域
本发明涉及电动车变速器技术领域，特别涉及一种电动车两档变速器的匹配方法和多档变速器的匹配方法。
背景技术
电动车因为具有清洁无污染、能量转换效率高、结构简单等特点，已经逐渐成为当代汽车研究的热点。并且，电动车的续航里程，一直是消费者选购电动车的主要考量因素。但是，现有的电动车续航里程相较于汽车还是存在一定的差距。因此，对电动车的动力系统参数进行设计、匹配，以提高传动效率，已经成为了各电动车生产厂商主要研究的方向之一。
现有的电动车大都为固定速比的减速器，因此，整车爬坡度、额定最高巡航车速、最大功率车速都不高，且百公里加速时间较长、行驶距离也较短，电动车的动力性与经济性不佳。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中电动车的动力性和经济性不佳的问题。
为解决上述问题，本发明的实施方式公开了一种电动车两档变速器的匹配方法，包括以下步骤：
S1：根据电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的一档速比范围，并根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的二档速比范围；
S2：根据电机参数、整车动力性能参数、一档速比范围、二档速比范围构建电动车的百公里加速表达式；
S3：将一档速比范围和二档速比范围代入百公里加速表达式中，并根据换档前后整车加速度相等的原则获取电动车换档前的一档电机转速和换档后的二档电机转速；
S4：根据一档电机转速、二档电机转速、一档电机转速对应的一档速比值、二档电机转速对应的二档速比值、以及换档时间获取电动车的百公里加速时间；
S5：根据整车动力性能参数和电机参数获取百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将百公里加速时间最优值对应的一档速比值作为一档速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的二档速比值作为二档速比最优值；
S6：根据电机参数、一档速比最优值、二档速比最优值确定升档换档点；
S7：根据升档换档点、整车动力性能参数和电机参数确定降档换档点。
采用上述方案，首先根据电动车的整车动力性能参数、电机参数、爬坡参数确定一档速比范围，并根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的二档速比范围，充分考虑了电动车的动力性能，避免了因速比过大而造成的最高车速较低的问题。之后，根据百公里加速表达式对二档速比值进行求解，从而确定升档换挡点和降挡换挡点。本方案通过对比电动车在行驶时的一档电机效率和二档电机效率，当一档电机效率低于二档电机效率时，就以二档行驶，提高了电能的经济性。此外，相比于一档固定速比的减速器，两档变速器的电机工况选择空间较大，电机在高效率区间运行的可能性更大，节能效果也更好。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，电动车的整车动力性能参数包括整车质量、车轮滚动系数、整车风阻系数、整车迎风面积、车轮滚动半径、传动系统效率；
电机参数包括电机最大扭矩、驱动轴的轴荷；
爬坡参数包括爬坡角度、整车爬坡速度、整车附着系数；并且，
步骤S1中，根据以下公式计算一档速比范围：
Figure GDA0003306243510000031
其中，m为整车质量，g为重力加速度，f为车轮滚动系数，α为爬坡角度，Cd为整车风阻系数，A为整车迎风面积，v为整车爬坡速度，r为车轮滚动半径，Tmax为电机最大扭矩，η为传动系统效率，i1为一档速比，Fz为驱动轴的轴荷，
Figure GDA0003306243510000032
为整车附着系数。
采用上述方案，在计算一档速比范围的过程中考虑整车质量、车轮滚动系数、爬坡角度、整车迎风面积、整车爬坡速度、车轮滚动半径等因素，使得一档速比的范围更准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，电机参数还包括电机功率、电机扭矩、电机转速；
电动车的巡航参数包括最高巡航车速和整车最高极限车速，并且，
步骤S1中，根据以下公式计算二档速比范围：
Figure GDA0003306243510000033
其中，P为电机额定功率，Vmax为电机额定功率时的最高巡航车速，Te为电机额定扭矩，i2为二档速比，n为电机最高极限转速，Vm为整车最高极限车速。
采用上述方案，根据电动车的巡航参数计算二档速比范围，可以使得二档速比范围更准确。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，电机参数还包括质量转换系数；整车动力性能参数还包括前后车轮的驱动力、滚动摩擦力常数、空气阻力；并且，
步骤S2中，根据以下公式构建电动车的百公里加速表达式：
Figure GDA0003306243510000041
其中，n1为换档前电机转速，n2为换档后电机转速，i1为一档速比，i2为二档速比，δ1为一档质量转换系数，且δ1＝G(i1)，δ2为二档质量转换系数，且δ2＝G(i2)，
Figure GDA0003306243510000042
为换档前前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000043
Figure GDA0003306243510000044
为换档后前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000045
Ff为滚动摩擦力常数，Fw为空气阻力，且Fw＝J(n1,i1)。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，步骤S3包括：
S31：将一档速比范围和二档速比范围离散化，以得到若干一档速比值和二档速比值；
S32：将离散后的一档速比值和二档速比值代入百公里加速表达式中，并输出使得百公里加速表达式成立的一档速比值、二档速比值和一档速比值对应的一档电机转速；
S33：根据一档速比值、二档速比值和一档速比值对应的一档电机转速获取二档速比值对应的二档电机转速。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，步骤S4中，根据以下公式获取电动车的百公里加速时间：
Figure GDA0003306243510000046
其中，t为百公里加速时间，t0为换档时间，n1为换档前电机转速，n2为换档后电机转速，i1为一档速比，i2为二档速比，δ1为一档质量转换系数，且δ1＝G(i1)，δ2为二档质量转换系数，且δ2＝G(i2)，
Figure GDA0003306243510000047
为换档前前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000048
Figure GDA0003306243510000049
为换档后前后车轮的驱动力，且
Figure GDA00033062435100000410
Ff为滚动摩擦力常数，Fw为空气阻力，且Fw＝J(n1,i1)。
采用上述方案，在获取电动车的百公里加速时间时，考虑了换档时间的影响，提高了计算出的百公里加速时间的准确率。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，电机参数还包括电机效率和电机外特性；并且，
步骤S6包括：
S61：根据电机效率和电机外特性获取电机效率曲线图和电机外特性曲线图；
S62：利用电机效率曲线图，并根据一档电机扭矩、一档电机转速确定一档速比最优值对应的外特性负载点；
S63：根据二档速比最优值确定外特性负载点对应的二档电机转速和二档电机扭矩；
S64：根据二档电机转速和二档电机扭矩获取二档电机效率；
S65：将一档电机效率和二档电机效率相等的各外特性负载点作为升档换档点。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，步骤S7包括：
根据升档换档点以及预设的换档前后电机转速比值确定降档换档点。
根据本发明的另一具体实施方式，本发明实施方式公开的电动车两档变速器的匹配方法，换档前后的电机转速满足以下公式：
A＝(Vn-Vn+1))/Vn
其中，A为预设的换档前后电机转速比值，Vn为换档前的电机转速，Vn+1为换档后的电机转速。
采用上述方案，以车速差的办法，即降档电机转速是升档电机转速的多少倍进行换档，无需通过复杂的算法计算降档换档点，提高了计算的效率。
本发明还提供了一种电动车多档变速器的匹配方法，包括以下步骤：
S1’：根据电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的最大速比范围，根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的最小速比范围，并根据最小速比范围和最大速比范围确定中间速比范围；
S2’：根据电机参数、整车动力性能参数、最小速比范围、最大速比范围和中间速比范围构建电动车的百公里加速表达式；
S3’：将最小速比范围、最大速比范围和中间速比范围代入百公里加速表达式中，并根据预设的电动车换档前后加速度相等的原则获取电动车换档前的电机转速和换档后的电机转速；
S4’：根据整车动力性能参数、换档前的电机转速、换档后的电机转速、换档前的电机转速对应的低档速比值、换档后的电机转速对应的高档速比值、以及换档时间获取电动车的百公里加速时间；
S5’：根据整车动力性能参数和电机参数获取百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将百公里加速时间最优值对应的最小速比值作为最小速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的最大速比值作为最大速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的中间速比值作为中间速比最优值；
S6’：根据电机参数、最小速比最优值、最大速比最优值、中间速比最优值确定升档换档点；
S7’：根据升档换档点、整车动力性能参数和电机参数确定降档换档点。
本发明的有益效果是：
采用上述方案，首先根据电动车的整车动力性能参数、电机参数、爬坡参数确定一档速比范围，并根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的二档速比范围，充分考虑了电动车的动力性能，避免了因速比过大而造成的最高车速较低的问题。之后，根据百公里加速表达式对二档速比值进行求解，从而确定升档换挡点，提高了电能的经济性。并且，以车速差的办法，即降档电机转速是升档电机转速的多少倍进行换档，无需通过复杂的算法计算降档换档点，提高了计算的效率。本方案通过对比电动车在行驶时的一档电机效率和二档电机效率，当一档电机效率低于二档电机效率时，就以二档行驶，提高了电能的经济性。此外，相比于一档固定速比的减速器，两档变速器的电机工况选择空间较大，电机在高效率区间运行的可能性更大，节能效果也更好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电动车两档变速器的匹配方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的电动车两档变速器的匹配方法的另一流程示意图；
图3是本发明实施例提供的电动车两档变速器的匹配方法的另一流程示意图；
图4是本发明实施例提供的电动车多档变速器的匹配方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
为解决现有技术中电动车的动力性和经济性不佳的问题，本发明的实施方式提供了一种电动车两档变速器的匹配方法，具体地，参考图1。本发明的实施方式提供的电动车两档变速器的匹配方法，具体包括以下步骤：
S1：根据电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的一档速比范围，并根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的二档速比范围；
S2：根据电机参数、整车动力性能参数、一档速比范围、二档速比范围构建电动车的百公里加速表达式；
S3：将一档速比范围和二档速比范围代入百公里加速表达式中，并根据换档前后加速度相等的原则获取电动车换档前的一档电机转速和换档后的二档电机转速；
S4：根据一档电机转速、二档电机转速、一档电机转速对应的一档速比值、二档电机转速对应的二档速比值、以及换档时间获取电动车的百公里加速时间；
S5：根据整车动力性能参数和电机参数获取百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将百公里加速时间最优值对应的一档速比值作为一档速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的二档速比值作为二档速比最优值；
S6：根据电机参数、一档速比最优值、二档速比最优值确定升档换档点；
S7：根据升档换档点、整车动力性能参数和电机参数确定降档换档点。
采用上述方案，首先根据电动车的整车动力性能参数、电机参数、爬坡参数确定一档速比范围，并根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的二档速比范围，充分考虑了电动车的动力性能，避免了因速比过大而造成的最高车速较低的问题。之后，根据百公里加速表达式对二档速比值进行求解，从而确定升档换挡点和降档换档点。本方案通过对比电动车在行驶时的一档电机效率和二档电机效率，当一档电机效率低于二档电机效率时，就以二档行驶，提高了电能的经济性。此外，相比于一档固定速比的减速器，两档变速器的电机工况选择空间较大，电机在高效率区间运行的可能性更大，节能效果也更好。
下面结合图1-3具体描述本发明实施例提供的两档变速器的匹配方法。
首先，参考图1，执行步骤S1，根据电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的一档速比范围，并根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的二档速比范围。
具体地，本实施例中，电动车的整车动力性能参数包括整车质量、车轮滚动系数、整车风阻系数、整车迎风面积、车轮滚动半径、传动系统效率。
电机参数包括电机最大扭矩、驱动轴的轴荷。
爬坡参数包括爬坡角度、整车爬坡速度、整车附着系数。
优选地，本实施例中，根据以下公式计算一档速比范围：
Figure GDA0003306243510000091
其中，m为整车质量，g为重力加速度，f为车轮滚动系数，α为爬坡角度，Cd为整车风阻系数，A为整车迎风面积，v为整车爬坡速度，r为车轮滚动半径，Tmax为电机最大扭矩，η为传动系统效率，i1为一档速比，Fz为驱动轴的轴荷，
Figure GDA0003306243510000092
为整车附着系数。
需要说明的是，本实施例中，电动车的整车动力性能参数、爬坡参数均可以通过特定的装置进行采集，具体参考现有技术，本实施例对此不作限制。
更具体地，本实施例中，电机参数还包括电机功率、电机扭矩、电机转速；电动车的巡航参数包括最高巡航车速和整车最高极限车速。
优选地，本实施例中，根据以下公式计算二档速比范围：
Figure GDA0003306243510000101
其中，P为电机额定功率，Vmax为电机额定功率时的最高巡航车速，Te为电机额定扭矩，i2为二档速比，n为电机最高极限转速，Vm为整车最高极限车速。
上述步骤S1即为确定一档速比范围和二档速比范围的方法。接下来，执行步骤S2，根据电机参数、整车动力性能参数、一档速比范围、二档速比范围构建电动车的百公里加速表达式。
具体地，本实施例中，电机参数还包括质量转换系数；整车动力性能参数还包括前后车轮的驱动力、滚动摩擦力常数、空气阻力。
优选地，本实施例中，根据以下公式构建电动车的百公里加速表达式：
Figure GDA0003306243510000102
其中，n1为换档前电机转速，n2为换档后电机转速，i1为一档速比，i2为二档速比，δ1为一档质量转换系数，且δ1＝G(i1)，δ2为二档质量转换系数，且δ2＝G(i2)，
Figure GDA0003306243510000103
为换档前前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000104
Figure GDA0003306243510000105
为换档后前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000106
Figure GDA0003306243510000107
Ff为滚动摩擦力常数，Fw为空气阻力，且Fw＝J(n1,i1)。
需要说明的是，本实施例中，是根据全负荷百公里最大加速的要求，以及换档前后速度、加速度相等的条件建立的方程组，从而构建关于一档速比、二档速比、换档前电极转速的等式。
还需要说明的是，本实施例中，电极的外特性f(n)是关于电机转速的函数表达式，具体可以通过MATLAB中的函数进行拟合。
根据以上条件，可以得出，电动车的百公里加速表达式具体为：
Figure GDA0003306243510000111
在构建电动车的百公里加速表达式之后，执行步骤S3，将一档速比范围和二档速比范围代入百公里加速表达式中，并获取电动车换档前的一档电机转速和换档后的二档电机转速。
参考图2，本实施例中，步骤S3具体包括以下步骤：
S31：将一档速比范围和二档速比范围离散化，以得到若干一档速比值和二档速比值。
具体地，本实施例中，一档速比范围和二档速比范围均为连续的范围值，因此，在进行具体计算的时候，需要将一档速比范围和二档速比范围进行离散化，以得到若干一档速比值和二档速比值。
具体地，将一档速比范围和二档速比范围进行离散时，可以分别将一档速比范围和二档速比范围以预设的间隔阈值取值。该预设的间隔阈值可以是0.01，还可以是其他任何数值。当然，本领域技术人员还可以选用其他方式将一档速比范围和二档速比范围离散化，且可以是等间隔的离散，也可以是不等间隔的离散。
S32：将离散后的一档速比值和二档速比值代入百公里加速表达式中，并输出使得百公里加速表达式成立的一档速比值、二档速比值和一档速比值对应的一档电机转速。
也就是说，在得到若干组一档速比值和二档速比值之后，还需要将各组速比值代入上述百公里加速表达式中，然后判断一档速比值和二档速比值是否满足该百公里加速表达式。当一档速比值和二档速比值满足百公里加速表达式时，输出此时的换档前电机转速、一档速比、以及二档速比。
S33：根据一档速比值、二档速比值和一档速比值对应的一档电机转速获取二档速比值对应的二档电机转速。
接下来，执行步骤S4，根据一档电机转速、二档电机转速、一档电机转速对应的一档速比值、二档电机转速对应的二档速比值、以及换档时间获取电动车的百公里加速时间。
具体地，本实施例中，步骤S4中，根据以下公式获取电动车的百公里加速时间：
Figure GDA0003306243510000121
其中，t为百公里加速时间，t0为换档时间，n1为换档前电机转速，n2为换档后电机转速，i1为一档速比，i2为二档速比，δ1为一档质量转换系数，且δ1＝G(i1)，δ2为二档质量转换系数，且δ2＝G(i2)，
Figure GDA0003306243510000122
为换档前前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000123
Figure GDA0003306243510000124
为换档后前后车轮的驱动力，且
Figure GDA0003306243510000125
Ff为滚动摩擦力常数，Fw为空气阻力，且Fw＝J(n1,i1)。
需要说明的是，上述计算百公里加速时间的公式，会得到百公里加速时间的系列值，也即数组。
接下来，执行步骤S5，根据整车动力性能参数和电机参数获取百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将百公里加速时间最优值对应的一档速比值作为一档速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的二档速比值作为二档速比最优值。
具体地，本实施例中，得到百公里加速时间的系列值之后，还需要根据整车动力性能参数，以及电机参数获取百公里加速时间的最优值。而此时的电机参数具体为电机的外特性参数。事实上，该百公里加速时间的最优值是根据实际需求确定的，换句话说，在实际进行标定、参数设定、项目试验过程中，需要的百公里加速时间为多少，那么该预设值即为百公里加速时间的最优值。而该预设值是根据整车的整车动力性能参数和电机参数确定的。
然后，执行步骤S6，根据电机参数、一档速比最优值、二档速比最优值确定升档换档点。
具体地，本实施例中，电机参数还包括电机效率和电机外特性。
更具体地，参考图3，步骤S6具体包括以下步骤：
S61：根据电机效率和电机外特性获取电机效率曲线图和电机外特性曲线图。
具体地，该电机效率曲线图也即电机效率map图可以通过MATLAB软件，用contour命令生成。具体可以是用MATLAB中的griddate内差值和contour命令绘制。电机外特性曲线图即为电机外特性函数，其也可以通过MATLAB进行绘制。
需要说明的是，本实施例中，再得到电机效率map图和电机外特性曲线图之后，还需要根据电机效率map图补全效率缺省数据表。
S62：利用电机效率曲线图，并根据一档电机扭矩、一档电机转速确定一档速比最优值对应的外特性负载点。
具体地，本实施例中，绘制出电机效率曲线图后，从小到大或者大到小，取值0-100％外特性f(n)负载点。
更具体地，本步骤需要根据补全的效率缺省数据表查找在某一负载下，一档各转速下的电机效率。
S63：根据二档速比最优值确定外特性负载点对应的二档电机转速和二档电机扭矩。
具体地，本实施例中，用MATLAB可以查找在该负载点下，电机转速从最低转速到最高转速的电机效率。
S64：根据二档电机转速和二档电机扭矩获取二档电机效率。
也就是说，在一档同负载条件下通过变速器的速比转换，查找出二档对应转速点的效率。
S65：将一档电机效率和二档电机效率相等的各外特性负载点作为升档换档点。
也就是说，查找出在不同负载条件下，一档与二档电机效率相等的转速点，此系列负载转速点为升档换档点。
具体地，查找出某一负载点下，电机转速从最低转速到最高转速的电机效率之后，通过一二档速比，计算出二档电机需要的负载点和转速，查出二档对应的效率，若某一电机转速下一档电机效率等于二档电机效率，则该一档的负载点和转速点为换档点，该换档点说明，在该负载条件下，转速超过效率相等点，电机二档效率高，小于效率相等点则一档效率高；同样的方法依次得出不同负载下的转速点，不同负载下的对应不同的转速点，该系列的负载点和转速点为换档点，也就是升档换档点。
接下来，执行步骤S7，根据升档换档点、整车动力性能参数和电机参数确定降档换档点。
具体地，本实施例中，根据升档换档点以及预设的换档前后电机转速比值确定降档换档点。
还需要说明的是，本实施例中，换档前后的电机转速满足以下公式：
A＝(Vn-Vn+1))/Vn
其中，A为预设的换档前后电机转速比值，Vn为换档前的电机转速，Vn+1为换档后的电机转速。
具体地，本实施例中，是根据升档策略中的升档转速，用cruise软件仿真出最佳经济性降档点(扭矩和转速点)。
优选的，本实施例中，预设的换档前后电机转速比值的范围具体为0.4-0.5，具体可以是0.4、0.45、0.5，或者该范围内的其他数值，本实施例对此不做限制。
基于上述两档变速器的匹配方法，本发明的实施方式还提供一种电动车多档变速器的匹配方法。具体地，参考图4，本发明实施例提供的多档变速器的匹配方法，具体包括以下步骤：
S1’：根据电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的最大速比范围，根据电机参数和电动车的巡航参数确定变速器的最小速比范围，并根据最小速比范围和最大速比范围确定中间速比范围；
S2’：根据电机参数、整车动力性能参数、最小速比范围、最大速比范围和中间速比范围构建电动车的百公里加速表达式；
S3’：将最小速比范围、最大速比范围和中间速比范围代入百公里加速表达式中，并根据换档前后加速度相等的原则获取电动车换档前的电机转速和换档后的电机转速；
S4’：根据整车动力性能参数、换档前的电机转速、换档后的电机转速、换档前的电机转速对应低档速比值、换档后的电机转速对应的高档速比值、以及换档时间获取电动车的百公里加速时间；
需要说明的是，本实施例中，低档和高档具体为，一档换二档，一档为低档，二档为高档；若二档换三挡，二档为低档，三挡为高档。
S5’：根据整车动力性能参数和电机参数获取百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将百公里加速时间最优值对应的最小速比值作为最小速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的最大速比值作为最大速比最优值，将百公里加速时间最优值对应的中间速比值作为中间速比最优值；
S6’：根据电机参数、最小速比最优值、最大速比最优值、中间速比最优值确定升档换档点；
S7’：根据升档换档点、整车动力性能参数和电机参数确定降档换档点。
需要说明的是，本实施例中，多档变速器的匹配方法的具体参数、计算方法等，均与如上实施方式所描述的两档变速器的匹配方法没有本质区别，在此不再赘述。还需要说明的是，多档变速器的匹配方法涉及到的中间速比值，可以通过最小速比范围、最大速比范围通过等差或者等比的系数计算得到。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的一档速比范围，并根据所述电机参数和所述电动车的巡航参数确定所述变速器的二档速比范围；
S2：根据所述电机参数、所述整车动力性能参数、所述一档速比范围、所述二档速比范围构建所述电动车的百公里加速表达式；
S3：将所述一档速比范围和所述二档速比范围代入所述百公里加速表达式中，并根据换档前后整车加速度相等的原则获取所述电动车换档前的一档电机转速和换档后的二档电机转速；
S4：根据所述一档电机转速、所述二档电机转速、所述一档电机转速对应的一档速比值、所述二档电机转速对应的二档速比值、以及换档时间获取所述电动车的百公里加速时间；
S5：根据所述整车动力性能参数和所述电机参数获取所述百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将所述百公里加速时间最优值对应的一档速比值作为一档速比最优值，将所述百公里加速时间最优值对应的二档速比值作为二档速比最优值；
S6：根据所述电机参数、所述一档速比最优值、所述二档速比最优值确定升档换档点；
S7：根据所述升档换档点、所述整车动力性能参数和所述电机参数确定降档换档点。
2.如权利要求1所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，所述电动车的整车动力性能参数包括整车质量、车轮滚动系数、整车风阻系数、整车迎风面积、车轮滚动半径、传动系统效率；
所述电机参数包括电机最大扭矩、驱动轴的轴荷；
所述爬坡参数包括爬坡角度、整车爬坡速度、整车附着系数；并且，
所述步骤S1中，根据以下公式计算所述一档速比范围：
Figure FDA0003306243500000021
其中，m为整车质量，g为重力加速度，f为车轮滚动系数，α为爬坡角度，Cd为整车风阻系数，A为整车迎风面积，v为整车爬坡速度，r为车轮滚动半径，Tmax为电机最大扭矩，η为传动系统效率，i1为一档速比，Fz为驱动轴的轴荷，
Figure FDA0003306243500000022
为整车附着系数。
3.如权利要求2所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，所述电机参数还包括电机功率、电机扭矩、电机转速；
所述电动车的巡航参数包括最高巡航车速和整车最高极限车速，并且，
所述步骤S1中，根据以下公式计算所述二档速比范围：
Figure FDA0003306243500000023
其中，P为电机额定功率，Vmax为电机额定功率时的最高巡航车速，Te为电机额定扭矩，i2为二档速比，n为电机最高极限转速，Vm为整车最高极限车速。
4.如权利要求3所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，所述电机参数还包括质量转换系数；所述整车动力性能参数还包括前后车轮的驱动力、滚动摩擦力常数、空气阻力；并且，
所述步骤S2中，根据以下公式构建所述电动车的百公里加速表达式：
Figure FDA0003306243500000024
其中，n1为换档前电机转速，n2为换档后电机转速，i1为一档速比，i2为二档速比，δ1为一档质量转换系数，且δ1＝G(i1)，δ2为二档质量转换系数，且δ2＝G(i2)，
Figure FDA0003306243500000031
为换档前前后车轮的驱动力，且
Figure FDA0003306243500000032
Figure FDA0003306243500000033
为换档后前后车轮的驱动力，且
Figure FDA0003306243500000034
Ff为滚动摩擦力常数，Fw为空气阻力，且Fw＝J(n1,i1)。
5.如权利要求4所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31：将所述一档速比范围和所述二档速比范围离散化，以得到若干一档速比值和二档速比值；
S32：将离散后的所述一档速比值和所述二档速比值代入所述百公里加速表达式中，并输出使得所述百公里加速表达式成立的一档速比值、二档速比值和一档速比值对应的一档电机转速；
S33：根据所述一档速比值、二档速比值和一档速比值对应的一档电机转速获取所述二档速比值对应的二档电机转速。
6.如权利要求5所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据以下公式获取所述电动车的百公里加速时间：
Figure FDA0003306243500000035
其中，t为百公里加速时间，t0为换档时间，n1为换档前电机转速，n2为换档后电机转速，i1为一档速比，i2为二档速比，δ1为一档质量转换系数，且δ1＝G(i1)，δ2为二档质量转换系数，且δ2＝G(i2)，
Figure FDA0003306243500000036
为换档前前后车轮的驱动力，且
Figure FDA0003306243500000037
Figure FDA0003306243500000038
为换档后前后车轮的驱动力，且
Figure FDA0003306243500000039
Ff为滚动摩擦力常数，Fw为空气阻力，且Fw＝J(n1,i1)。
7.如权利要求6所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，所述电机参数还包括电机效率和电机外特性；并且，
所述步骤S6包括：
S61：根据所述电机效率和所述电机外特性获取所述电机效率曲线图和电机外特性曲线图；
S62：利用所述电机效率曲线图，并根据一档电机扭矩、一档电机转速确定所述一档速比最优值对应的外特性负载点；
S63：根据所述二档速比最优值确定所述外特性负载点对应的二档电机转速和二档电机扭矩；
S64：根据所述二档电机转速和所述二档电机扭矩获取二档电机效率；
S65：将一档电机效率和所述二档电机效率相等的各所述外特性负载点作为升档换档点。
8.如权利要求7所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，步骤S7包括：
根据所述升档换档点以及预设的换档前后电机转速比值确定所述降档换档点。
9.如权利要求8所述的电动车两档变速器的匹配方法，其特征在于，换档前后的电机转速满足以下公式：
A＝(Vn-Vn+1))/Vn
其中，A为预设的换档前后电机转速比值，Vn为换档前的电机转速，Vn+1为换档后的电机转速。
10.一种电动车多档变速器的匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1’：根据所述电动车的整车动力性能参数、电机参数和爬坡参数确定变速器的最大速比范围，根据所述电机参数和所述电动车的巡航参数确定所述变速器的最小速比范围，并根据所述最小速比范围和所述最大速比范围确定中间速比范围；
S2’：根据所述电机参数、所述整车动力性能参数、所述最小速比范围、所述最大速比范围和所述中间速比范围构建所述电动车的百公里加速表达式；
S3’：将所述最小速比范围、所述最大速比范围和所述中间速比范围代入所述百公里加速表达式中，并根据换档前后整车加速度相等的原则获取所述电动车换档前的电机转速和换档后的电机转速；
S4’：根据所述整车动力性能参数、所述换档前的电机转速、所述换档后的电机转速、所述换档前的电机转速对应的低档速比值、所述换档后的电机转速对应的高档速比值、以及换档时间获取所述电动车的百公里加速时间；
S5’：根据所述整车动力性能参数和所述电机参数获取所述百公里加速时间中的百公里加速时间最优值，并将所述百公里加速时间最优值对应的最小速比值作为最小速比最优值，将所述百公里加速时间最优值对应的最大速比值作为最大速比最优值，将所述百公里加速时间最优值对应的中间速比值作为中间速比最优值；
S6’：根据所述电机参数、所述最小速比最优值、所述最大速比最优值、所述中间速比最优值确定升档换档点；
S7’：根据所述升档换档点、所述整车动力性能参数和所述电机参数确定降档换档点。
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