Учитывая, что скорость вращения вала тягового электродвигателя электромобиля достаточно высокая (10000 об/мин), ее снижают с помощью трансмиссии. Применение редуктора позволяет также увеличить крутящий момент. Наибольшее распространение нашли двухступенчатые редукторы, аналогичные применяемым на электромобилях Tesla (рис. 9.1).
Крутящий момент от электродвигателя к ведущим колесам передается через соединенный с тяговым электродвигателем двухступенчатый редуктор (рис. 9.2).
1 – электродвигатель; 2 – шестерня ведущего вала; 3 – промежуточный вал; 4 – шестерня привода ведомого вала; 5 – дифференциал; 6 – приводные валы ведущих колес; 7 – колес
Применение двухступенчатого редуктора обусловлено тем, что скорость вращения вала электродвигателя очень высокая, а снизить ее без потери мощности двигателя иным образом невозможно. Вращение от вала двигателя через шестерню 2 и шестерни промежуточного вала 3 передается на шестерню 4, связанную жестко с корпусом дифференциала 5. Вращающийся корпус дифференциала через сателлиты передает вращение на полуосевые шестерни и затем на приводные валы колес.
На электромобилях устанавливается обычный дифференциал, а не дифференциал с повышенным сопротивлением, позволяющим произвести полную или частичную блокировку колес. Это обусловлено тем, что привод трансмиссии от электродвигателя, в отличие от привода от двигателя внутреннего сгорания, позволяет при наличии разных коэффициентов сцепления колес производить кратковременные отключения трансмиссии. А это в свою очередь выравнивает передачу крутящего момента на колеса.
Задний ход электромобиля обеспечивается изменением порядка чередования фаз.
Аналогичная трансмиссия применяется и в электромобилях BMW (рис. 9.3).
1 – выход вала тягового электродвигателя; 2 – вал тягового электродвигателя; 3 – шестерня ведущего вала; 4 – ведущая шестерня промежуточного вала; 5 – шестерня привода ведомого вала; 6 – дифференциал; 7 – соединение выходного вала, левое; 8 – промежуточный вал
Общее передаточное число 9,7: 1. Частота вращения двигателя на входе в коробку передач составляет 9,7 раз больше, чем на выходе трансмиссии. Это передаточное отношение реализуется с помощью двух цилиндрических редукторов. Кроме первичного вала в трансмиссии есть еще промежуточный вал. Цилиндрический редуктор на выходе трансмиссии крепится к картеру дифференциала и приводит в движение дифференциал, который распределяет крутящий момент на два выхода.
В трансмиссии электромобилей используется такое же трансмиссионное масло, как и в обычных легковых автомобилях.
В качестве привода колес могут применяться также планетарные редукторы (рис. 9.4).
В электромобилях Audi e-tron применяется одноступенчатая коробка передач ОMA Одноступенчатая коробка передач ОMA включает в себя двухступенчатый понижающий редуктор 6 (рис. 9.5) и облегчённый планетарный редуктор 14. Кроме того, она оснащается электромеханическим механизмом блокировки трансмиссии на стоянке. Преобразование крутящего момента происходит в два этапа. Первый этап понижения происходит в планетарном редукторе 6: с вала солнечной шестерни на сателлит и водило. Второе понижение — с помощью облегчённого планетарного редуктора зубчатой парой с цилиндрическими шестернями 7 и 12, которые передаёт момент от водила на корпус дифференциала 10. Корпус дифференциала выполняет функцию водила, которое, в свою очередь, передаёт момент на планетарные шестерни. Широкие и узкие планетарные солнечные шестерни находятся в постоянном зацеплении.
1 – большая солнечная шестерня; 2 – вторичная шестерня; 3 – сателлит первичной ступени; 4 – масляный канал; 5 – исполнительный механизм блокировки трансмиссии на стоянке; 6 – двухступенчатый понижающий планетарный редуктор; 7 – первичная шестерня; 8 – водило; 9 – вход коробки передач: привод от электродвигателя; 10 – водило/корпус дифференциала; 11 – сателлит широкий; 12 – малая солнечная шестерня; 13 – узкий сателлит; 14 – облегчённый планетарный редуктор
Они выполняют функцию сателлитов, которые распределяют момент между двумя солнечными шестернями и обеспечивают выравнивание скоростей вращения колёс на поворотах. Узкий сателлит 13 находится в зацеплении с малой солнечной шестернёй 12, широкий 11 — с большой солнечной шестернёй 1.
В конструкции с солнечными колёсами разного размера пара планетарных колёс размещается внутри уровня зацепления малой солнечной шестерни. При этом требуется всего два уровня зацепления, что позволяет существенно уменьшить осевой размер коробки.
Коробка передач оснащена одним контуром смазки. Смазывание осуществляется окунанием и разбрызгиванием. Теплоотвод обеспечивается за счёт конвекции от набегающего воздушного потока и за счёт жидкостного охлаждения корпуса подшипников электродвигателя.