圍繞純電動汽車驅(qū)動技術(shù)三部曲,筆者在梳理新能源動力總成開發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù),為動力總成的設(shè)計(jì)和測試生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)和參考。計(jì)劃分為3個(gè)篇章來分析純電動汽車動力總成中電驅(qū)動關(guān)鍵技術(shù),今天圍繞純電動汽車的電驅(qū)系統(tǒng)的分類進(jìn)行介紹。
電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)定義 ?
根據(jù)車輛動力電池狀態(tài)和整車動力需求,把車載儲能或發(fā)電裝置輸出的電能轉(zhuǎn)成機(jī)械能,
并通過傳動裝置將能量傳遞到驅(qū)動輪,并在車輛制動時(shí)把部分車輛機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能回饋到儲能裝置中。
電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)分類 ?
按照電驅(qū)動系統(tǒng)不同分為以下三類:純電動汽車,油電混合式電車,插電混合式電車。
1.?純電動汽車按照電機(jī)不同可以分為以下四類:單電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)和輪邊電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
●?單電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)工作原理
特點(diǎn):電機(jī)替代發(fā)動機(jī),保持原有的變速箱、機(jī)械傳動不變。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)含量低、整車改動小、可靠性高、成本低。
●?雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)工作原理
特點(diǎn):雙側(cè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動,取消了變速箱、機(jī)械傳動軸、機(jī)械差速器。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、動力由電纜實(shí)現(xiàn)柔性連接,布置靈活,有效利用空間。
●?輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)工作原理
優(yōu)點(diǎn):輪轂電機(jī)具有高效、節(jié)能、輕量化、小型化等優(yōu)點(diǎn),電動汽車終極解決方案。
輪轂電機(jī)將動力、傳動、制動整合到輪轂內(nèi),變中央驅(qū)動為分布式驅(qū)動,省掉 了變速器、傳動軸、差速器,減少80%的傳動部件、減輕30%自身重量。
●?輪邊電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)
特點(diǎn):雙側(cè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動、電機(jī)在輪轂外側(cè)、電機(jī)通過減速器驅(qū)動車輪。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、有效利用了輪邊空間、適合重型大扭矩車輛。
2.?油電式混合動力汽車按照布置形式不同可以分為串聯(lián)式,并聯(lián)式和混聯(lián)式動力汽車。
● 串聯(lián)式混合動力汽車
特點(diǎn):機(jī)械功率流和電功率流串聯(lián)、純電驅(qū)動車輪,增加了制動能量回收利用功能。
優(yōu)點(diǎn):功率流簡單、能量管理方便、節(jié)能。
缺點(diǎn):系統(tǒng)不緊湊,技術(shù)含量低。已經(jīng)被淘汰。
●?并聯(lián)式混合動力
并聯(lián)式技術(shù)含量低,優(yōu)勢不明顯,也在逐漸被淘汰。
●?混聯(lián)式混合動力
目前常用形式,適用于4×4輪式混合動力,優(yōu)勢明顯。
優(yōu)點(diǎn):充分發(fā)揮了機(jī)械傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn),常用工 況采用機(jī)械傳動;機(jī)械驅(qū)動和電機(jī)驅(qū)動同時(shí)存在,只要一種驅(qū)動方式正常 工作,車輛即可運(yùn)行;適合于多輪驅(qū)動的車輛,靠近車頭部位采用傳統(tǒng)的機(jī)械 傳動,對車輛改動較小。
缺點(diǎn):增加了發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)控制器,占用了空間,增加了成本;需要對電功率平衡進(jìn)行匹配,增加了能量管理的復(fù)雜性;結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工程化要求高。
3.?插電式混合動力系統(tǒng)
按照不同配置形式可以分為串聯(lián)式,并聯(lián)式和混聯(lián)式插電式混合動力系統(tǒng)。
混合動力:電機(jī)參與驅(qū)動最大占10%左右叫弱混,占30%?以上叫強(qiáng)混。
插電式混合動力:純電驅(qū)動里程大于50km以上。
●?串聯(lián)式插電混合動力
●?并聯(lián)式插電混合動力
●?混聯(lián)式插電混合動力
目前中國市場上主要有兩款混合動力車輛:日本豐田的油電混合動力方案,和中國插電式混合動力方案。
●?日本豐田方案
混合動力屬于弱電混合,純電續(xù)航里程2-3km,與純內(nèi)燃發(fā)動機(jī) 相比成本高了2萬,由于節(jié)油,運(yùn)行成本低,市場反應(yīng)良好。豐田普銳斯(Prius)已經(jīng)是第四代車了,它以安全和可靠性 而聞名,燃油經(jīng)濟(jì)性處于行業(yè)領(lǐng)先地位。油耗降低13-20%:
1.5L混動,官方測量:市區(qū)工況5.1L/100km,市郊工況4.4L/100km,客戶綜合測量5-7L/100km??蛻羝骄?.8L/100km。
●?中國方案
插電式混合動力屬于中強(qiáng)電混合,純電續(xù)航里程80-120km,與純內(nèi) 燃發(fā)動機(jī)相比成本高了3萬,通過政府補(bǔ)貼,逐漸得到市場認(rèn)可。油耗:市區(qū)工況,純電驅(qū)動,市郊工況混合驅(qū)動。
編輯:黃飛
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