电动汽车传动方案的选择.pdf

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?2014(8)
汽车工程师
APPLICATION技术应用
电动汽车传动方案的选择*
徐成张寄平
(上海程技小大学)
摘要:为推动电动汽车的发展,文章对电动汽车的驱动方式和传动系统布置形式进行探讨,运用类比比较的方法分析不
同的驱动方式和传动布置形式对汽车动力性和经济性的不同影响,指出其方式的优缺点和适用范围,最后总结得出传统
的机械驱动布置形式更符合电动汽车的传动需求。
关键词:电动汽车;驱动方式;传动系统布置
Study on Electric Vehicle Drive Mode*
Abstract: This paper introduces drive mode and drive-train layout of electric vehicle to speed up the development of EV
Using comparison method to analyze the different effects of the drive mode and the layout of drive-train on vehicle dynamic
performance and economy is illustrated in the paper. It pointed out the advantages and disadvantages of drive mode, drive
train mode and their applications. Finally, it is concluded that the traditional and mechanical drive mode meets the
requirements of drive-train further
Key words: Electric vehicle; Drive mode; Drive-train layout
加快培育和发展节能汽车与新能源汽车,既是有
效缓解能源和环境压力、推动汽车产业可持续发展的
紧迫任务,也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济
增长点和国际竞争优势的战略举揹。底盘传动系统作
DC/DC
为电动汽车主要系统之一,对电动汽车的机械效率、整
能源供给系统电气驱动系统机械传动系统
车结构布置、行驶性能与汽车维修等有着重要的影响。
我国目前动力电池和其他一些关键性技术还没有取得
图1电动汽车动力系统基本结构
有效的突破,动力电池的续航里程和充电时间大大制约1.1前驱动方式
了电动汽车的发展和普及,因此在电池问题解决之前,
前驱动方式使整车结构紧凑,有利于其他总成系
如何合理地选择传动方案将是现阶段需要解决的问题。统的安排,在转向和加速时行驶稳定性较好。缺点:上
1驱动方式的选择
坡时前轮附着力减小,易打滑;前轮驱动兼转向,结构
电动汽车动力设备由电池、充电器、电源控制设备复杂,使汽车维修不便。同轴机电集成式、电动桥及电
及驱动电机组成,如图1所示。其比普通汽车发动机的动轮式的传动系统均可作前驱动。中级及中级以下的
布置位置更加灵活多样,既可组合,也可以分开,使整电动轿车选择前驱动方式比较合适。
车质量分配得更加合理且结构更加紧湊,完全突破了1.2后驱动方式
普通汽车发动机位置相对固定的设计方案。文章不考
后驱动方式是传统的布置方式,适合中高级电动
虑对电池、电源控制设备的布置位置,仅对驱动轮布置轿车和各种类型电动客货车,有利于车轴负荷分配均
方式进行初步探讨?。
匀,汽车操纵稳定性、行驶平顺性比较好。
基金项目:上海工程技术大学校级大学生创新项目(cx1306000
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第8期
州?汽车工程师 APPLICATION技术应用
1.3全驱动方式
2.2机电集成驱动布置形式
1)全驱动方式其中一种方案是采用同一种的传动机电集成驱动布置形式把电动机、固定速比的减
系统,其优点是制造工艺单一,有利于几种力量进一步速器和差速器集成为一个整体,通过2个半轴来驱动
开展技术研究与产品开发,便于提高汽车维修技术,特车轮,如图3所示,此种布置形式的整个传动长度比较
别是采用电动桥或电动轮传动的汽车,其改装与变型短,传动装置体积小,占用空间小,容易布置,可以进一
十分方便。2)另一种方案是采用2种不同的传动系统,步降低整车的质量。
即一轴一种传动系统的全驱动方案,其特点是有利于
优化和灵活采用不同的传动系统,更好地满足电动汽
车使用性能的要求,但要求制造厂家具备综合、全面的
研制能力,且汽车结构复杂,不利于降低传动系统的成
变速器及差
动力
本,维修工艺复杂。
电池
驱动
电机
2动力传动系统布置
电动汽车在进行动力传动系统布置时,根据电气
系统和机械传动系统的不同组合,动力传动系统的布
图3机电集成驱动布置形式
置形式主要有以下几种
2.1机械驱动布置形式
2.3机电一体化驱动布置形式
机械驱动布置形式与传统汽车的布置形式基本相
机电一体化布置形式,如图4所示,该布置形式最
同,通常是在传统汽车的基础上改装而成的,根据电动大的特点是取消了机械式差速器,采用2个电机,通过
汽车有无离合器,可分为2种形式,如图2所示。图2a固定的减速器,分别驱动2个车轮,每个电机的转速可
为带有离合器的机械驱动布置形式,该形式的纯电动以独立地调节控制,通过电子差速器来解决左右半轴的
汽车的变速器通常有2~3个挡位,其在变速器换挡过差速问题。此种布置形式使得电动汽车更加灵活,在复杂
程中,可以起到中断动力,降低换挡冲击的作用。图2b的路况上可以获得更好的整车动力性能。由于采用电子
中电动机直接通过传动轴与固定速比的减速器相连,差速器,传动系体积进一步减小,节省了空间,质量也进
该种布置形式减少了传动系的质量,可以进一步减少一步减轻,提高了传动效率。但是,由于增加了电动机和
传动装置的体积。
功率转换器,增加了成本,且在不同条件下,对2个电动
机进行精确控制的可靠性,也需要进一步改进。
离合器
e
固定速比减速器
动力
电池
}-E
变速器差速器
驱动电机
动力
电池
驱动电机
固定速比减速器
a有离合器机械驱动布置形式
图4机电一体化驱动布置形式
2.4电动桥的驱动布置形式
电动桥驱动系统布置形式有2种常见的结构,其
动力
驱动
定速比
速器
速器
中一种,如图3所示,另一种是将两部分驱动电机安装
电池
电机
在驱动桥内,并在输出齿轮之间安装差速器。这种安装
差速器的传动方案和传统汽车的传动方案工作原理
样,汽车直线行驶时,差速器不工作,汽车转弯是通过
无离合器机械驱动布置形式
差速器控制左右轮的转速。在驱动电机输出功率相同
图2机械驱动布置形式
的情况下,双电机的外形尺寸比单电机小得多。这种电
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