純電動汽車電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式

依托于傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車，采用驅(qū)動電機(jī)替代原有的內(nèi)燃機(jī)，可形成為簡單的電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)。如圖1所示，電驅(qū)動系統(tǒng)一般由驅(qū)動電機(jī)、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(nèi)燃機(jī)被一組動力電池和一臺驅(qū)動電機(jī)所代替，離合器、變速器和差速器的布置形式與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)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(jī)械傳動使車輛曲線行駛時兩側(cè)車輪能夠在不同速度下行駛。

由于驅(qū)動電機(jī)能夠在較長的速度范圍內(nèi)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(jī)械傳動結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖

1-電機(jī)?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(qū)動電機(jī)

第三種傳動形式與第二種傳動形式類似，但是驅(qū)動電機(jī)、固定速比減速器和差速器被進(jìn)一步整合為一體，布置在驅(qū)動軸上，如圖3所示，整個驅(qū)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(jī)的回收（驅(qū)動輪以外的動能通過制動轉(zhuǎn)化為熱能），所以有利于全輪驅(qū)動。因為沒有傳動裝置，所以運轉(zhuǎn)更加容易，但是這樣的布置形式要求有低速大轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍大的電機(jī)，同時增加了電機(jī)和逆變器的容量。

如圖4所示，在第三種傳動形式的基礎(chǔ)上，差速器被兩個獨立的牽引電機(jī)所代替。每個牽引電機(jī)單獨完成一側(cè)車輪的驅(qū)動任務(wù)，即無機(jī)械差速器的傳動形式。在車輛進(jìn)行曲線行駛時，兩側(cè)的電機(jī)就會分別工作在不同的速度下。圖5顯示的為雙電機(jī)驅(qū)動模式下的底盤結(jié)構(gòu)。前軸兩個半橋上分別用一個電機(jī)驅(qū)動一側(cè)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(qū)動電機(jī)驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機(jī)置于兩側(cè)，分別控制、驅(qū)動兩側(cè)車輪。這種驅(qū)動橋間沒有大型的差速器橋包，因此可以降低質(zhì)心。

為了進(jìn)一步簡化驅(qū)動系統(tǒng)，牽引電機(jī)與車輪之間取消了傳統(tǒng)的傳動軸，由驅(qū)動電機(jī)直接驅(qū)動車輪前進(jìn)，如圖6-a所示。同時一個單排的行星齒輪用來減小轉(zhuǎn)速和增強(qiáng)轉(zhuǎn)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。

圖2?固定速比減速器系統(tǒng)和應(yīng)用實例

圖3?驅(qū)動電機(jī)與傳動同向布置形式

圖4?雙驅(qū)動電機(jī)-固定速比變速器

圖5?雙驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動橋

在完全舍棄驅(qū)動電機(jī)和驅(qū)動輪之間的機(jī)械傳動裝置之后，輪轂電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直接接在驅(qū)動輪上，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速控制與車輪轉(zhuǎn)速控制融為一體，構(gòu)成了所謂的雙輪轂電機(jī)，使車速控制變得簡單。然而，這種分布方式需要驅(qū)動電機(jī)提供更高的轉(zhuǎn)矩來起動和加速車輛，如圖6-b所示。圖7展示了輪轂驅(qū)動電機(jī)的安裝位置。

FG-固定速比變速器??M-驅(qū)動電機(jī)

圖6?輪邊或輪邊電機(jī)驅(qū)動形式

圖7輪轂驅(qū)動電機(jī)的安裝位置