通过对比亚迪E6先行者电动汽车的单挡变速器的分析及采用多挡变速器的

2023年11月28日发(作者：全国违章免费查询)

通过对比亚迪E6先行者电动汽车的单挡

变速器的分析及采用多挡变速器的优势

作者：聂光辉，刘志强

来源：《海峡科技与产业》 2017年第12期

摘要：通过对比亚迪E6先行者电动汽车的单级变速器的结构（挡位控制器、单挡机械变速

器）与工作原理的分析，说明单挡机械变速器在电动汽车上应用的不足，以及在现代的电动汽

车上采用多级变速器的重要性和必然性。

关键词：电动汽车；单级变速器；多级变速器；比亚迪E6

中图分类号．U463.212 文献标识码．A

1概述

电动汽车会成为主流的发展趋势，作为新能源汽车的引领者，比亚迪公司在2012年推出自

主研发的E6先行者是一款纯电动crossover，采用交流永磁无刷同步电机，电动机最大输出扭

矩为450Nm，输出功率高达120kW，相当于1.6L排量的发动机。比亚迪E6先行者(以下称E6)

的冷却系统由电动水泵带动冷却液对电机电机控制器和DC进行冷却。E6配置ET-POWER磷酸铁

钴锂电池它的续驶里程超过300km，为同类车型之冠。

2传动机构

E6的传动机构主要由挡位控制装置和单速机械变速器等部件组成，其部件在汽车上的分布

如图1所示。

2.1挡住控制装置

挡位控制装置则由挡位控制器、挡位执行器和P挡控制器等组成它的主要功能是实现汽车

的变速、倒车、降速增扭和使车轮具有差速功能。起动车辆，电机工作，将转矩传送到机械变

速器．再由主减速器减速增扭后送给差速器，经差速器分配给左右传动轴，最后驱动车轮旋转，

车辆行驶。

2 .1.1挡位控制器

挡位控制器的主要功能是控制车辆前进、后退和停车等动作，它类似于自动挡车辆的挡位

控制机构。

2. 1.2挡位执行器

在挡位执行器上分布着换挡手柄、挡位显示器、挡位传感器及执行电机等部件。根据不同

的行驶要求拨动换挡手柄可以使变速器处于P、R、N、D各挡，以实现挡位的切换。当踩下制动

踏板，按下方向盘下部的启动按钮至“OK”灯亮起后，就可以将操纵手柄从P挡移动至其它挡

位。R挡为倒车挡，当需要倒车时，必须在车辆完全停稳后才能从其它挡挂入倒挡，使驱动电

机控制器控制电动机的反转来实现的；N挡是空挡，在车辆短暂停车时使用；D挡是前进挡，在

车辆向前行驶时使用。当启动发动机后，直接按下操纵手柄上的锁止按钮就可以移动操纵手柄

并在各挡位之间切换。换挡成功后，松开操纵手柄，手柄能自动回到中间位置。挡位器主要是

检测操纵手柄所处的挡位，并转换成电压信号(约5V)传递给挡位控制器。它有两个相同的无接

触霍尔式传感器组成。

2. 1.3 P挡控制器

P挡控制器主要由控制器和电机总成等组成，是用来实现车辆的驻车功能的。P挡控制器控

制P挡电机在P挡位置锁止变速器里的中间轴，如图2所示，当操纵手柄处于P位置时，接收

驱动电机控制器的锁止指令，控制器输出PWM(脉冲宽度调制)信号，驱动电机工作，从而锁止

变速器的中间轴，实现车辆的驻车。

P挡电机为开关磁阻式异步电机，主要由壳体、定子、转子．功率变换器、霍尔位置传感

器、叶轮和摆轮等部位组成。定子和转子均为凸极结构，齿数不等，定子的磁极通常比转子多

两个，转子上没有线圈，均布的8个磁极由铁质薄片叠加而成，定子上共有12个磁极，空间相

对的两个磁极上布置着三相12个串联或者并联的线圈，形成6个节拍，与转子连接的叶轮每旋

转60圈，通过花键与锁止机构连接的摆轮则旋转一圈。

功率变换器是电动机的电源接口，通过开关晶体管向线圈供电，能使三相绕组及时通断改

变相位，让电机产生转矩。霍尔位置传感器用来检测转子的位置，为准时为各相线圈提供并切

断电流提供依据。

当定子绕组通电时，产生一个单向磁场，按照“磁阻最小原则”，既磁通总要沿着磁阻最

小的路径闭合，当定子、转子磁极中心线不重合时产生磁拉力，形成磁阻转矩，推动转子转到

磁导最大的位置。当向定子各相绕组中依次通入电流时，转子会一步一步沿着通电相序相反的

方向转动，从而带动叶轮与摆轮转动，实现P挡的锁止。如果改变定子各相的通电次序，电机

将改变旋转方向，则可以解除对P挡的锁止。

2.2机械单挡变速器

E6采用机械单挡变速器，它为带差速器的两级传动变速器，与驱动电机通过法兰盘连接，

其内部结构如图2所示，它由壳体、端盖、输入轴、中间轴、主减速器、差速器和速度传感器

等部件组成。在输入轴上有与轴连为一体的输入齿轮，在中间轴上分布着从动齿轮和减速器主

动齿轮，差速器则与传统汽车的差速器基本相同。速度传感器用来检测输出轴的转速信号，转

换成电压信号传递给电控单元。

当电动机驱动变速器工作时，将动力传递给输入轴，与输入轴连接的输入齿轮带动中间轴

上的齿轮旋转，从而带动中间轴转动，与中间轴连为一体的减速器主动齿轮则带动主减速器从

动齿轮转动，再由差速器将动力分配给左右半轴，于是驱动车轮旋转，使车辆行驶。其动力传

递路线如图3所示。

3多挡变速器

尽管目前的电动车使用单级变速器可以正常行驶，但单挡变速器的不足也日益显示出来。

特别是车辆在高速行驶时，电动机需要保持极高的转速，不仅产生较大的噪音，也会减少续航

里程。而传统汽车采用的多挡变速器恰恰能弥补这个短板，它能增加传动比的变化范围，不仅

使车辆在起步时拥有更好的加速性，而且在高速时能降低发动机的转速。 多挡位自动变速器

对提高新能源汽车动力性、延长新能源汽车续驶里程、优化新能源汽车电驱动系统总成性能、

降低新能源汽车整车重量和成本、改善新能源汽车驾乘感受都具有重要作用。单挡变速器器难

以满足消费者对新能源汽车性能不断提高的要求。多挡变速器对于电动车的性能和经济性有着

积极的作用。所以纯电动车采用多挡变速器是趋势。