智能自动变档系统在电动车上的发展与应用

摘 要：在电动三轮车行业经历了十几年高速发展之后，电动三轮车这一民生产品，走进了千家万户，就像柴米油盐一样对于老百姓不可或缺。随着行业的残酷竞争，人们对操作舒适性、驾乘舒适性、安全性的渴望需求，为保证中国经济规模总量的世界地位，为倡导新能源产业的持续发展，文章从电动三轮车技术发展前景、发展趋势，探讨了智能自动变档系统在电动三轮车行业的发展与应用，希望能给电动三轮车行业在新技术的创新应用应用上有所帮助。

关键词：智能变档；电动三轮车；应用与发展

引言

根据相关资料统计，截止2015年，全国市场电动车保有量已高达2亿，电动三轮车这一行业也随着产品寿命周期的发展规律从成长、成熟期逐步迈入拐点，衰退期的到来似乎无法避免，行业的生存面临着巨大的挑战，只有坚持技术创新、创新型技术的产品开发应用，才能在激烈的市场竞争环境中永不衰败，智能自动变档系统这一创新型的技术已在电动三轮车行业崭露头角。

1 智能自动变档系统概述

1.1 智能自动变档系统概念

智能自动变档系统主要有变档控制技术系统及自动变档执行系统，两大技术核心系统组成。

变档控制技术系统包括转把、控制器、信号发生器、控制器、电机差速变档总成。变档控制技术系统主要是通过实时监测车辆运行数据，智能判断车辆运行状态，适时输出变档执行信号。

自动变档执行系统主要包括变档执行器、变档电机、变档操纵螺杆等，主要是根据变档执行器接收到变档执行信号后，驱动变档电机及变档螺杆，执行变档动作。

1.2 智能自动变档系统的原理

对于智能自动变档系统在电动三轮车上的应用是人们未来的使用期望要求，是电动三轮车技术走向更高端的发展标志，电动三轮车智能变档不仅要满足车辆动力性能要求和经济性要求，而且能够根据行驶路况及使用环境，自动化高低速的切换来满足车辆行驶时所必备的动力性能要求。随着信息技术和智能控制理论的发展，换档控制越来越趋于智能化。

当电动三轮车在路况较好的路面行驶时，直流无刷控制器直接驱动直流无刷电机，可实现无刷电机三相绕组U、V、W轮流通电，完成换相要求，是电机正常运转。在电动三轮车直流无刷控制器中有二二通电方式和三三通电方式的运用。

当电动三轮车通过路况不好的路段或行驶在丘陵地带，实时变档执行器通过检测控制器输出的电流、电压信号及车速信号，根据检测车速信号的变化，实时变档执行器输出信号与电机变档机构，电机换挡完成，实现可靠机械性换挡动作，使直流无刷电机变档机构切换为低速运行状态，这是直流无刷控制器驱动直流无刷电机，保持高效率、大电流、强扭矩是电动三轮车保持平稳向前行驶。

1.3 智能自动变档系统与传统的变档技术的区别与优势

随着电动三轮车技术的不断发展，传统的手动或脚动变档操作复杂，操作舒适性差、安装要求复杂、驾驶舒适性差，对驾驶员的要求较高。智能自动变档系统在电动三轮车行业的使用具有结构简单、操作简便、可靠性高、乘坐舒适、骑行安全性高等特点。

电动三轮车自动换挡驱动器，由电机输出动力通过齿轮变速箱的自动适时换挡，提供给驱动轮所需的足够的扭力，这个适时换挡功能是通过机电一体化的原理来实现的，它们的动作协调由传感器提供信息，通过软件指挥来负责完成。

与传统机械操作变档有以下几个优势特点：（1）扭力大；（2）爬坡能力强；（3）消耗电量少使用同样的电瓶可以多跑路，放电时间远远大于普通驱动器的电动三轮车，这样可以明显增加电动三轮车的续行里程；（4）具有明显的车速优势；（5）有效保护电瓶和电机，可以有效延长电瓶使用寿命，且不易烧坏电机及控制器等；（6）换挡时机适当，动作轻巧，不会造成机件损坏。

2 智能自动变档系统在电动三轮车上的应用及发展趋势

2.1 智能自动变档系统在电动三轮车上的应用

智能自动变档系统目前已经在电动三轮车上，进行技术实质性的应用阶段，主要体现在以下使用优势：

（1）超载爬坡动力强劲：随着坡度的增加车速下降（电机转速下降到900转/分）后自动切换到低速档，动力输出翻倍，整车以低速大转矩行驶，从而满足车辆坡道行驶的动力需求。

（2）可靠性好：车辆默认低速档起步，起步电流小，有效保护电机、控制器、蓄电池，提高车辆的可靠性，延长使用寿命。

（3）驾驶舒适度高：智能自动换挡无需停车，变档执行器根据车辆行驶状态智能收集数据，自动换挡无需人工操作，安全性能好，驾驶舒适度高。

（4）低速档倒车安全性高：倒车状态默认低速档，安全性更高。

（5）与普通两档电机对比：无需停车换档，换挡时动力损失小，高低档自动切换降低了操作难度。

2.2 智能自动变档系统在电动三轮车上的发展趋势

智能换挡可以说是引领电动三轮车变档技术的发展方向，是人们对于电动三轮车驾乘舒适性、安全性、动力性能的消费需求，从2015年的市场销售情况可以看出，电动三轮车行业生命周期由成熟期进入动荡期，进入电动三轮车行业的转型升级期，消费者购买的选择性不断增多，竞争者不断增多，对于未来电动三轮车行业市场竞争方面，技术创新、产品创新将是关乎企业生存发展的关键因素，没有技术创新就没有发展，新产品高新技术的开发应用是企业赖以生存的价值体现。电动三轮车自动变档技术作为本行业的新技术领域，必将在电动三轮车新技术发展上具有引领性作用。

3 结束语

电动车经过十几年的发展，而且一度是主流的平常百姓出行及运输的交通工具，由于其价格低廉、使用简单方便为大多中低收入人群所青睐，由于人们对环境和能源问题的日益关注，有关方面对空气污染的控制要求日趋严格，社会对环境和节能的重视，因而有力地促进了电动车的发展，因而也给电动车行业带来了激烈的市场竞争及技术创新，未来电动车技术将会朝着更加高性能化、人性化、舒适性、安全性及智能化的方向发展，另外智能化的程度会越来越高，随着电动车技术的日趋成熟及科技进步，实现电动车智能化的目标会越来越近。

参考文献

[1]刘文江.汽车变速器的智能换档技术研究[J].民营科技，2008（9）：20-20.

[2]邸林峰.自动变速智能换档控制技术的研究[D].东北大学，2007.

[3]詹宜巨.电动车技术发展及前景展望[J].电气传动，1997（5）：40-44.

[4]陈清泉.电动车技术发展及前景展望[J].电气应用，1996（6）：2-8.

作者简介：姚永（1982-），男，江苏徐州人，研发部长，助理工程师。研究方向：机械制造及其自动化。