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电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍

2018-05-16 16:59 来源: 四维汽车培训机构

1、综述

电动汽车驱动电机及其控制系统是电动汽车的心脏,是把电能转化为机械能来驱动车辆的部件。它的任务是在驾驶人的控制下,高效率地将动力电池的能量转化为车轮的动能,或者将车轮上的动能反馈到动力电池中。电能和机械能的相互转化在电机转子和定子间的气隙形成。

电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍

2、纯电动汽车的电动机驱动系统按电机数量分类

单电动机:有差速减速器,无离合器和传动装置,需要低速大转矩且速度变化区域大的电动机,电动机与逆变器的容量大。

双电动机:前后驱动和双轮毂电动机两类,双轮毂电动机及逆变器制造成本高。

四轮毂电动机:结构更紧凑,效率最高。

3、新能源汽车驱动电动机需满足的性能

汽车运行功能、舒适性、适应环境、一次充电的续驶里程、耐温、耐潮湿、噪音低、结构简单、维修方便等。

具体来说包括如下方面:

(1)低速大转矩特性及较宽范围内的恒功率特性

(2)在整个运行范围内的高效率、低损耗

(3)体积小,重量轻

(4)可靠性好、耐温和耐潮性能强,能够在较恶劣的环境下长期工作。

(5)价格低

(6)高电压(尽量高电压,减小电机尺寸和线束尺寸,降低逆变器成本)

(7)电气系统安全性高(符合相关车辆电气控制安全性能的标准和规定。)

(8)高转速(体积小,重量轻)

(9)在车辆减速时实现制动能量回收并反馈蓄电池。

4、电驱动系统的结构形式

(1)传统的驱动系统

a.电动机替代发动机。

b.仍然采用内燃机汽车的传动系统,包括离合器、变速器、传动轴和驱动桥等总成。

c.有电动机前置、驱动桥前置(F-F),电动机前置、驱动桥后置(F-R)等各种驱动模式。

d.结构复杂,效率低,不能充分发挥电动机的性能。

(2)简化的传统驱动系统

采用固定速比减速器,去掉离合器,可减少机械传动装置的质量、缩小其体积。

(3)电动机—驱动桥整体式驱动系统

a.与发动机横向前置、前轮驱动的内燃机汽车的布置方式类似。

b.把电动机、固定速比减速器和差速器集成为一个整体,两根半轴连接驱动车轮。

c.传动机构紧凑,传动效率较高,安装方便,在小型电动汽车上应用最普遍。

(4)双电动机驱动系统

a.采用两个电动机通过固定速比减速器分别驱动两个车轮。

b.每个电动机的转速可以独立的调节控制,便于实现电子差速,不必选用机械差速器。

c.电子差速器的优点是体积小、质量轻,在汽车转弯时可以实现精确的电子控制,提高电动汽车的性能;其缺点是由于增加了电动机和功率转换器,增加了初始成本,而且在不同条件下对两个电动机进行精确控制的可靠性需要进一步发展。

(5)内转子电动轮驱动系统

a.电动机装在车轮内,形成轮毂电动机,可进一步缩短从电动机到驱动轮的传递路径。

b.采用高速内转子电动机(约10000r/min),需装固定速比减速器降低车速。一般采用高减速比行星齿轮减速装置,安装在电动机输出轴和车轮轮缘之间,且输入和输出轴可布置在同一条轴线上。

c.高速内转子电动机具有体积小、质量轻和成本低的优点,但它需要加行星齿轮变速机构。

(6)外转子电动轮驱动系统

a.采用低速外转子电动机,可完全去掉变速装置。

b.电动机外转子直接安装在车轮轮缘上,电动机转速和车轮转速相等,车轮转速和车速控制完全取决于电动机的转速控制。

c.低速外转子电动机结构简单,无需齿轮变速传动机构,但其体积大、质量大、成本高。

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