純電動汽車電驅動的結構形式

2017-03-16

依托于傳統(tǒng)內燃汽車，采用驅動電機替代原有的內燃機，可形成為簡單的電動汽車電驅動系統(tǒng)。如圖1所示，電驅動系統(tǒng)一般由驅動電機、離合器、齒輪箱和差速器組成，這是純電動汽車傳動系統(tǒng)布置的常規(guī)形式。在此種形式中，傳統(tǒng)內燃機被一組動力電池和一臺驅動電機所代替，離合器、變速器和差速器的布置形式與傳統(tǒng)內燃機車輛的布置形式一致。其中的離合器和變速器也可以被自動變速器所代替，差速器的功能是通過機械傳動使車輛曲線行駛時兩側車輪能夠在不同速度下行駛。

由于驅動電機能夠在較長的速度范圍內提供相對恒定的功率，因此多級變速器可以被一個固定速比減速器所代替，并且離合器也可以省去，即無變速器，其傳動形式如圖2所示。這種傳動系統(tǒng)一方面可以節(jié)省機械傳動結構的重量和體積，另一方面可以減少由于換檔所帶來的控制難度。

圖1?純電動汽車傳動系統(tǒng)布置和裝置結構圖

1-電機?2-螺栓?3-套筒?4-飛輪殼??5-飛輪?6-軸承?7-壓盤

8-離合器殼9-螺栓??10-軸承??11-輸入軸??12-分離叉??13-分離套筒

14-離合器蓋??15-分離杠桿??16-從動盤

C-離合器??D-差速器??GB-變速器??M-驅動電機

第三種傳動形式與第二種傳動形式類似，但是驅動電機、固定速比減速器和差速器被進一步整合為一體，布置在驅動軸上，如圖3所示，整個驅動傳動系統(tǒng)被大大簡化和集成化。從再生制動的角度出發(fā)，這種傳動形式可以很容易地實現(xiàn)電能從車輪到電機的回收（驅動輪以外的動能通過制動轉化為熱能），所以有利于全輪驅動。因為沒有傳動裝置，所以運轉更加容易，但是這樣的布置形式要求有低速大轉矩、速度變化范圍大的電機，同時增加了電機和逆變器的容量。

如圖4所示，在第三種傳動形式的基礎上，差速器被兩個獨立的牽引電機所代替。每個牽引電機單獨完成一側車輪的驅動任務，即無機械差速器的傳動形式。在車輛進行曲線行駛時，兩側的電機就會分別工作在不同的速度下。圖5顯示的為雙電機驅動模式下的底盤結構。前軸兩個半橋上分別用一個電機驅動一側車輪的行駛，但是控制難度較大。圖5所示為ZF研發(fā)的雙驅動電機驅動橋結構，驅動電機置于兩側，分別控制、驅動兩側車輪。這種驅動橋間沒有大型的差速器橋包，因此可以降低質心。

為了進一步簡化驅動系統(tǒng)，牽引電機與車輪之間取消了傳統(tǒng)的傳動軸，由驅動電機直接驅動車輪前進，如圖6-a所示。同時一個單排的行星齒輪用來減小轉速和增強轉矩，以滿足不同工況的功率要求。單排行星齒輪可以提供良好的減速比和線性的輸入輸出特性。