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電動車的電機驅動形式到底有哪些?

隨著世界各地對汽車尾氣污染以及能源消耗問題愈來愈重視,新能源汽車已成為各國汽車生產商重點研發的車型。當電動汽車正常行駛時,電動汽車上安裝的電池負責輸送電能,

之後經過控制器將電能傳輸到驅動電機上使電動機運轉,再由電動機驅動車輛前進或者後退。

在整個驅動系統裡面,電池就像燃料汽車的油箱,而電機就代表了燃料汽車中的發動機。不過電動汽車不再局限于傳統車輛發動機—變速箱—車橋的排列方式,

因為電機的輸出特性與發動機不同,所以可以省去變速箱甚至車橋,使得動力系統佈置更加靈活,並且降低了動力傳遞中的能量損耗。本文將會向大家介紹,不同電動汽車的驅動系統佈置形式。

1. 單電動機集中驅動形式

這種結構和我們常見重型卡車的佈置一樣,只是將原有的發動機更換為驅動電機。而變速箱、傳動軸、差速器都與我們常見的燃油汽車相同。這種系統的操作和傳統燃油汽車相同,車輛可以根據變速箱的速比和後橋的主減速比達到降速增扭,比較適用於重型卡車這種起步和爬坡時需要大量扭矩的車型上。

當然單電動機集中驅動形式還有一種取消離合器的佈置形式。它取消了離合器,轉而採用固定速比的減速器。雖說這種佈置方式可以大大降低離合器和變速器帶來的能量損耗,而且能夠大大縮小減速器的體積;但是這種驅動形式無法像前者一樣對減速器擋位進行更換,

無法達到降速增扭,並且體積比較大,實用性最低使用量很少。

不過單電動機集中驅動形式主要還是依靠齒輪和聯軸器剛性動力傳遞,在動力的傳遞過程中和普通的燃料汽車損失幾乎相同,所以說目前這種驅動比較適用於那些對於扭矩需求較高的車輛中。

2. 單集中驅動形式

單集中驅動形式最大的優點在於其驅動電機、固定速比的減速器以及差速器都集成在一起,依靠兩根半軸輸出動力。雖說固定速比的減速器無法達到降速增扭的目的,但是這種佈置形式和乘用車的前置前驅相似,整車結構也與普通的乘用車相同,對於一些扭矩要求不高的小型轎車來說比較實用。但是其動力傳動形式和我們前面介紹到的單電動機集中驅動形式相似,動力在傳輸的過程中也會產生損耗。

3. 分散式驅動形式

德國采埃孚ZF公司推出的AVE 130客車後橋,搭載的就是輪邊電機。在國內的多數電動公共汽車上已經大量投入使用。

分散式驅動形式又被稱為輪邊電機,這種驅動電機最大的特點就是由獨立的電機控制著每個車輪的轉速,取消了差速器的設計。驅動電機和減速器集成在一起,通過一套二級減速裝置將動力傳遞到車輪。相比前面幾種驅動形式,輪邊電機的佈置形式降低了差速器帶來的機械損耗;電機反應迅速,並且各個電機能夠控制車輛橫向、縱向的力矩,從而使得車輛穩定性提高。在同等功率的需求下,可以將功率分佈到各台電機上,減少了電機的尺寸,使得整車的佈置安排更為靈活。所以這種驅動形式在內部空間需求較大、穩定性要求較高的公共汽車上大量使用。

4. 輪轂電機分散式驅動型式

A:固定速比行星齒輪

美國聯合防務公司早在上個世紀60年代就將輪轂電機運用到驅動形式複雜的8×8 AHED“先進混合電驅動”輪式裝甲車上。

輪轂電機與輪邊電機的差別在於輪邊電機除了電機和減速器以外,還安裝了一套二級傳動系統將動力輸送到車輪上。而輪轂電機為了使得電機轉速降低轉速達到車輪的轉速,減速器採用了能夠提供較大減速比的固定速比行星齒輪,從而使得電機與車輪匹配,再次降低了二級減速器所帶來的機械損耗。輪轂電機和輪邊電機一樣具備了單電機獨立驅動的功能,就像上圖中顯示的8×8電動裝甲車車一樣,4對車輪裝配了8個輪邊電機。

而這些電機具備獨立的驅動功能,能夠輕鬆實現全驅、單邊驅動、2驅、4驅、6驅以及單輪驅動的多種驅動形式,靈活性大大提高。而且輪轂電機和輪邊電機一樣取消了差速器的設計,由電機獨立驅動,車輛轉彎掉頭甚至能像坦克一樣實現左右車輪反向旋轉等功能,提高了車輛的機動能力,非常適合軍用車輛。

當然還有一種比較特殊的輪轂電機,就是在車輛內部邊緣安放低轉速外轉子電動機,取消了減速器。簡單來說車輪就是一套電機系統,車輪的轉速完全取決於電機的轉動速度。

遠銷國外的比亞迪K9城市公交使用的就是輪轂電機技術,與輪邊電機相比,輪轂電機能夠為客車的客艙內部提供更大的空間。

但是輪轂電機對於環境的要求相比前面幾種要苛刻許多,並且密封和散熱也是輪轂電機的缺點。但就目前為止以上的問題都得到了一定的解決,輪轂電機已經在市場上佔有一席之地,並且成為了市場的發展主流。

隨著電動汽車的發展,電動機的技術也日趨成熟。相信在未來的某一天,我們很難看到排放有害氣體的燃料汽車在路上行駛,也無需聽著內燃機做功的聲音。屆時街上行駛的汽車,將會被無聲且節能的電動汽車或者是其他新能源汽車所取代。

但是其動力傳動形式和我們前面介紹到的單電動機集中驅動形式相似,動力在傳輸的過程中也會產生損耗。

3. 分散式驅動形式

德國采埃孚ZF公司推出的AVE 130客車後橋,搭載的就是輪邊電機。在國內的多數電動公共汽車上已經大量投入使用。

分散式驅動形式又被稱為輪邊電機,這種驅動電機最大的特點就是由獨立的電機控制著每個車輪的轉速,取消了差速器的設計。驅動電機和減速器集成在一起,通過一套二級減速裝置將動力傳遞到車輪。相比前面幾種驅動形式,輪邊電機的佈置形式降低了差速器帶來的機械損耗;電機反應迅速,並且各個電機能夠控制車輛橫向、縱向的力矩,從而使得車輛穩定性提高。在同等功率的需求下,可以將功率分佈到各台電機上,減少了電機的尺寸,使得整車的佈置安排更為靈活。所以這種驅動形式在內部空間需求較大、穩定性要求較高的公共汽車上大量使用。

4. 輪轂電機分散式驅動型式

A:固定速比行星齒輪

美國聯合防務公司早在上個世紀60年代就將輪轂電機運用到驅動形式複雜的8×8 AHED“先進混合電驅動”輪式裝甲車上。

輪轂電機與輪邊電機的差別在於輪邊電機除了電機和減速器以外,還安裝了一套二級傳動系統將動力輸送到車輪上。而輪轂電機為了使得電機轉速降低轉速達到車輪的轉速,減速器採用了能夠提供較大減速比的固定速比行星齒輪,從而使得電機與車輪匹配,再次降低了二級減速器所帶來的機械損耗。輪轂電機和輪邊電機一樣具備了單電機獨立驅動的功能,就像上圖中顯示的8×8電動裝甲車車一樣,4對車輪裝配了8個輪邊電機。

而這些電機具備獨立的驅動功能,能夠輕鬆實現全驅、單邊驅動、2驅、4驅、6驅以及單輪驅動的多種驅動形式,靈活性大大提高。而且輪轂電機和輪邊電機一樣取消了差速器的設計,由電機獨立驅動,車輛轉彎掉頭甚至能像坦克一樣實現左右車輪反向旋轉等功能,提高了車輛的機動能力,非常適合軍用車輛。

當然還有一種比較特殊的輪轂電機,就是在車輛內部邊緣安放低轉速外轉子電動機,取消了減速器。簡單來說車輪就是一套電機系統,車輪的轉速完全取決於電機的轉動速度。

遠銷國外的比亞迪K9城市公交使用的就是輪轂電機技術,與輪邊電機相比,輪轂電機能夠為客車的客艙內部提供更大的空間。

但是輪轂電機對於環境的要求相比前面幾種要苛刻許多,並且密封和散熱也是輪轂電機的缺點。但就目前為止以上的問題都得到了一定的解決,輪轂電機已經在市場上佔有一席之地,並且成為了市場的發展主流。

隨著電動汽車的發展,電動機的技術也日趨成熟。相信在未來的某一天,我們很難看到排放有害氣體的燃料汽車在路上行駛,也無需聽著內燃機做功的聲音。屆時街上行駛的汽車,將會被無聲且節能的電動汽車或者是其他新能源汽車所取代。