Málostupňová převodovka pro elektrický pohon vozidla

Abstract

Cílem této diplomové práce bylo vytvořit obecnou metodiku pro návrh kinematického schématu málostupňové převodovky pro elektrické vozidlo, který zahrnuje i možnost použití integrovaného diferenciálu. Byla provedena rešerše převodových ústrojí současných elektrických vozidel a patentů, ze kterých byl zvolen hlavní koncept málostupňové převodovky pro tuto práci. V hlavním konceptu jsou málostupňová převodovka a symetrický diferenciál koncipovány na jedné ose. To umožňuje uložit motor a převodovku s diferenciálem do skříně válcového tvaru, u které se nabízí možnost výroby z kompozitních materiálů. Integrovaný diferenciál představuje nekonvenční kombinaci stupňové převodovky a symetrického diferenciálu. V této práci byly odvozeny potřebné vztahy pro jeho správnou funkčnost a byl zakomponován do schémat v obecné metodice. Pro konkrétní řešení byly vybrány parametry vozidla, elektromotoru a provozních podmínek a z toho byly navrženy převodové poměry. Pomocí vytvořené metodiky bylo sestaveno celkem pět různých schémat převodovek, přičemž dvě z nich jsou jednostupňové a tři dvoustupňové. Sestavená schémata jsou podpořena kinematickými a energetickými výpočty se zohledněním konstrukčních a provozních hledisek.

The aim of this thesis was to develop a general methodology for designing the kinematic diagram of a multi-speed transmission for an electric vehicle, which also includes the possibility of using an integrated differential. A review of the transmission systems of current electric vehicles and patents was conducted, from which the main concept of the multi-speed transmission for this work was chosen. In the main concept, the multi-speed transmission and symmetrical differential are designed on a single axis. This allows the motor and transmission with differential to be housed in a cylindrical-shaped casing, offering the possibility of manufacturing it from composite materials. The integrated differential represents an unconventional combination of a geared transmission and a symmetrical differential. In this work, the necessary relationships for its proper functionality were derived and incorporated into the diagrams in the general methodology. For a specific solution, the parameters of the vehicle, electric motor, and operating conditions were selected, and from these, the gear ratios were designed. Using the created methodology, a total of five different transmission diagrams were assembled, two of which are single-speed and three are two-speed. The assembled diagrams are supported by kinematic and energy calculations, taking into account design and operational considerations.