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摘要：随着近几年时代的发展，人们的生活条件有所改善。人们对生活品质的不断追求，促进了汽车行业的快速发展。虽然汽车的普及推动了人类社会经济和现代文明的高速发展，也带来了严峻的石油能源危机和环境污染问题，节能和环保成为汽车技术发展的主题之一。面对日益严重的能源危机和环境污染问题，新能源汽车成为了汽车技术发展的一个热门方向。减速器是新能源汽车动力总成的核心传动部件，其高效、低噪声、低成本将影响新能源汽车品质、续航至关重要，因此，对减速器传动技术提出了新的挑战。
关键词：新能源汽车；传动系统；减速器；
引言：随着全球碳排放要求不断增加，国家也出台了双积分、牌照限制等政策，传统燃油汽车已经无法满足法规要求。相应新能源汽车需求越来越大，推动新能源汽车技术的快速发展和成熟，其中，减速器是新能汽车动力传递系统的重要组成部分，其关键技术的提升和应用，有助于新能源汽车核心竞争力的提升。
1.传动系统构成及关键技术
新能源电动汽车的动力总成系统主要由电池系统、驱动电机、电机控制器、减速器四部分构成。其中，电池系统、驱动电机、电机控制器属于新能源汽车的动力源头，减速器和底盘驱动轴则是动力传递系统主要组成部分。减速器设计需根据车型动力性能需求而设计匹配，其高效性能是对电动汽车续航里程长远的保证。相比传统汽车取消了发动机，人们对减速器噪声要求越来越高，涉及到减速器关键技术主要包括两档减速器、噪声控制，效率提升，以及轻量化设计技术等。
2.两档减速器
相比传统燃油汽车，电动汽车的减速器档位非常少，单档减速器应用比较多。随着整车加速器性能和最高车速要求越来越高，单档减速器已经无法满足整车性能要求。近些年，国内外新能源汽车也逐渐应用两档减速器技术，例如保时捷taycan、宝马I8等超级跑车。
单档减速器可以使驱动电机产生的扭矩连续输出，不间断的动力输出对车辆起步加速、动力传输平顺性有利，但却不利于车辆的经济性与舒适性。尤其是为追求性能采用高转速驱动电机，使其高转驱动电机耗能较大，并且单级变速箱采用大齿数比，造成车辆高速巡航状态也处于较高的转速临界点，经济性不高。
两档减速器相比单档减速器对动力输出的损耗更小，能提升驱动电机的动力输出效率，考虑到轻量化以及体积的问题，减速器也不会无限制的增加挡位。所以如果能匹配速比范围合理的两挡减速器，来优化驱动电机爆发的时机，那将会大幅提升经济性，其次是整车持续加速性能。
两档减速器相比单档减速器体积大、结构复杂，成本高，两档减速器相比单档减速器增加同步系统、换挡系统、控制系统，以及一套齿轮组件，采用双离合器系统，其成本、重量将翻倍，而采用同步器换档系统，其存在换挡顿挫、动力传输延迟，以及噪声问题等。
3.噪声控制
减速器噪声主要由其内部旋转齿轮组件啮合产生的周期交变应力对轴承、箱体的作用而引起的振动，减速器产生的阶次高频音，常常引起人们的抱怨。对于减速器噪声控制，可以从激励源和传递路径两个方面进行控制。激励源方面主要考虑齿轮参数设计、壳体模态设计、齿轮、壳体加工质量、装配精度等方面考虑，具体根据减速器性能参数要求而具体制定；传递路径方面主要考虑支撑轴承刚度、壳体模态、悬置模态，副车架二级减振，以及减速器声学隔音包裹等。
4.传动效率提升
减速器传递效率对电动车续航里程至关重要，评价减速器效率可采用综合效率评价和NEDC工况效率评价，对于NEDC工况效率，减速器效率一般在94%~96%,减速器效率提升1%,对于整车续航里程500km车型，其续航里程提升接近5km,或节省电池容量0.5~1kWh，其成本效益巨大。减速器的效率损失主要由两部分构成。一部分为机械摩擦损失，主要包括齿轮啮合摩擦，轴承摩擦损失，随着扭矩增大，机械摩擦损失降低，齿轮参数和齿轮精度都对摩擦损失有影响，而轴承摩擦损失方面，一版情况下，球轴承损失最小，锥轴承损失大，在保证支撑刚度和耐久要求下，降低锥轴承预紧量有助于降低轴承摩擦损失；另一部分为搅油损失，随着齿轮转速增高，其搅油损失增大。可以从降低润滑油粘度、润滑油量、壳体内壁光滑设计，以及增加防搅油装置等，来降低齿轮搅油损失，从而来提升减速器传动效率。
5.轻量化设计
减速器设计在保证产品噪声、效率等性能指标的基础上，减速器设计要符合轻量化设计要求。减速器轻量化设计降低减速器成本，同时有助于整车续航提升。减速器重量主要来至齿轮组件、差速器组件和壳体组件等，在轻量化设计中，齿轮组件采用降低齿轮幅板厚度、空心轴结构，以及精锻工艺方式；第二级从动大齿轮与差速器壳体一版采用12或14个螺栓连接，可采用焊接工艺方式，降低齿轮外径和取消连接螺栓；减速器壳体一般采用铝合金材质，日系企业主要采用ADC12，欧洲等企业采用牌号A380压铸铝。减速器壳体均采用高压铸造方式，有助于降低原材料的浪费，同时有助于减速器壳体壁厚变薄的实现。目前，行业内减速器壳体壁厚可以做到3.5mm-4mm,但对于重要位置需进行加强设计，如轴承支撑座、悬置固定凸台，以及齿轮激励源辐射声大的部位，可采用加强筋或加厚方式，满足产品性能要求。
6.集成技术
减速器布置构型主要分为平行轴式和同轴式，国内新能源车型主要平行轴式结构，其结构简单，对减速器齿轮制造工艺要求低，装配工艺性好。随着整车车体结构轻量化的推进，电池、动力电机、电控系统在新能源汽车整车中的成本占比也逐渐上升。根据Argonne国家实验室统计数据，新能源汽车动力总成(电机、电控、变速器)的成本分别占整车成本的15.67％(轿车)和13.69％(小型货车)，总成占比仅次于电池和BMS系统。在减速器本体关键技术发展日趋成熟、稳定，无论是HEV还是PHEV对传动系统都提出了更高的要求，减速器本体降本和轻量化空间有限，只有通过与驱动电机共集成设计，来提升电驱系统整体性能和成本。减速器通过与驱动电机共壳体设计、共轴、共轴承设计，有利于降低结构尺寸、重量和成本，同时结构紧凑有利于整车布置和平台化。随着驱动电机功率密度不断提升，驱动电机采用油冷润滑方式，其润滑系统将与减速器润滑系统统一，将涉及油泵、滤清器、冷却器等技术领域，其相应产品在传动双离合器自动变速器得到很好的应用。共冷却油路设计，对油品特性提出了更高的要求。
结束语：
随着新能源汽车市场占有量逐年增加，电动汽车传动技术也得到了长足的发展和应用，未来减速器的发展趋势将在噪声、效率等方面进行优化和提升，同时，加大与驱动电机和控制器的集成设计，系统参数匹配等，提升电驱系统产品性能和核心竞争力。
参考文献：
[1]林少宏.节能与新能源汽车传动技术的发展[J].汽车与驾驶维修(维修版),2018(08):83-84.
[2]徐向阳.节能与新能源汽车传动技术的发展[J].汽车安全与节能学报,2017,8(04):323-332.
[3]陈清，罗华，彭天玲.新能源电动汽车传动试验系统[J].防爆电机,2019(05).