理论教育 电动汽车电驱动理论与设计-结构形式

电动汽车电驱动理论与设计-结构形式

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:电动汽车电驱动系统的结构布置各式各样,比较灵活,概括起来分为驱动电机中央驱动和电动轮驱动两种形式。驱动电机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案,将内燃机换成驱动电机及其相关器件,用一台驱动电机驱动左右两侧车轮。在这种驱动系统中,利用驱动电机在大范围转速变化中具有恒功率的特性,采用固定速比减速器,由于没有离合器和变速器,因此可以减少机械传动装置的体积和质量。

电动汽车电驱动理论与设计-结构形式

电动汽车电驱动系统的结构布置各式各样,比较灵活,概括起来分为驱动电机中央驱动和电动轮驱动两种形式。驱动电机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案,将内燃机换成驱动电机及其相关器件,用一台驱动电机驱动左右两侧车轮。该方案的操作方式与内燃机汽车相同,技术成熟,安全可靠,但系统较笨重,效率较低。与电机中央驱动形式相比,电动轮驱动形式的机械传动装置的体积与质量大大减小,效率显著提高,但控制系统复杂,成本高。但随着电子技术与控制理论的发展,这些代价将会逐步降低,因此该方案有很好的应用前途。图2-2所示为与这两种形式相对应的一些具体结构形式。

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图2-2 电动汽车的结构形式

M—驱动电机 C—离合器 GB—变速器 D—差速器 FG—固定速比减速器

图2-2a所示为电机中央驱动形式,它直接借用了内燃机汽车的驱动方案,由发动机前置前驱发展而来,主要由驱动电机、离合器、变速器和差速器组成。电驱动装置替代了内燃机,通过离合器将电机动力与驱动轮进行连接或动力切断,变速器提供不同的传动比以变更转速,使功率(转矩)曲线匹配载荷的需求,差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。

图2-2b所示为第二种电机中央驱动形式,由驱动电机、固定速比减速器和差速器等构成。在这种驱动系统中,利用驱动电机在大范围转速变化中具有恒功率的特性,采用固定速比减速器,由于没有离合器和变速器,因此可以减少机械传动装置的体积和质量。(www.daowen.com)

图2-2c所示为第三种电机中央驱动形式,它与前轮驱动、横向前置发动机的燃油汽车的布置形式相似,将驱动电机、固定速比减速器和差速器集成一体,两根半轴连接两个驱动车轮。这种布置形式在小型电动汽车上应用最普遍。

图2-2d所示为双电机电动轮驱动方式,机械差速器被两个牵引电动机所代替,两个电机分别驱动各自车轮,转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶,省掉了机械差速器。

图2-2e所示为轮毂电机驱动方式,轮毂电机和固定速比的行星轮减速器安装在车轮里面,没有传动轴和差速器,从而简化了传动系统。但是这种方式需要两个或四个电机,其控制电路也比较复杂。

图2-2f所示为另一种轮毂电机驱动方式,它舍弃了电机与驱动轮之间的机械传动装置,采用低速外转子电机直接驱动车轮,电机转速控制等价于轮速控制,要求电机在加速、起动时具有高转矩特性。

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