鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年10月20日
分析介紹新能源純電動車的三種驅(qū)動電機(jī)
驅(qū)動電機(jī)作為純電新能源車的三大部件之一,是新能源車企最核心技術(shù)。隨著動力電池的目標(biāo)已經(jīng)向著300WK/GK邁進(jìn),目前已涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的電池企業(yè),最知名的的就是比亞迪了。但相應(yīng)的,驅(qū)動電機(jī)方面卻并沒有太過于強(qiáng)勢的企業(yè)。
這說明目前新能源車企在核心技術(shù)方面還是有偏科。
目前主流的驅(qū)動電機(jī)有集中式、輪邊式和輪轂式三種形式,目前都為永磁同步電機(jī)技術(shù),區(qū)別只是電機(jī)安裝在車輛的位置不同而已。實(shí)際上驅(qū)動電機(jī)技術(shù)并不是剛剛開始發(fā)展的,新能源汽車跟無軌電車所使用的的驅(qū)動電機(jī)是一樣的,無軌電車先后經(jīng)歷了直流電機(jī)、異步交流電機(jī)、永磁同步電機(jī)等階段,而新能源汽車則是直接進(jìn)入永磁同步電機(jī)。所以說驅(qū)動電機(jī)技術(shù)并非什么前沿科技,只是我們目前不是掌握的不是那么踏實(shí)而已。
驅(qū)動電機(jī)的基本工況要求
驅(qū)動電機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)車的發(fā)動機(jī),將能源轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力,但考慮到車輛使用時候的速度、續(xù)航、耐久等需求,至少要滿足這樣幾種基本要求:
1.寬調(diào)速范圍:要求驅(qū)動電機(jī)在低速時能輸出大扭矩,以滿足起步時需求;高速巡航時則需要具有恒定功率輸出特性,以滿足線性加速;
2.高密度輕量化:以滿足安裝空間和整車布置、重量的限制;
3.高效率:節(jié)能省電以保證更大的續(xù)航里程,畢竟不可能無限堆積電池;
4.能量回收:可以在車輛減速時將制動的部分動能回收,從而達(dá)到增加續(xù)航里程。不過目前各品牌對這方面做得并不好;
5.高可靠性與安全性:其機(jī)械強(qiáng)度、抗震性、冷卻技術(shù)、電器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)都必須能滿足車輛安全性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定;
6.成本能夠持續(xù)降低;
事實(shí)上目前沒有哪家的驅(qū)動電機(jī)能夠完全滿足以上所有要求,但能夠滿足更多的要求則肯定該驅(qū)動電機(jī)越為優(yōu)秀。
驅(qū)動電機(jī)的類型:
1.集中式驅(qū)動電機(jī):集中式驅(qū)動電機(jī)與傳統(tǒng)車橋最為相似,在驅(qū)動車輪時候必須要通過過渡零部件,如減速器、傳動軸等。目前大多數(shù)低速電動車基本是此類結(jié)構(gòu),主要是此類結(jié)構(gòu)最為簡單低廉。而這些低速電動車還有個問題是普遍省略了變速器。這就帶來了一個問題,那就是起步或爬坡時候的低扭不足;再就是體積相對較大,傳動效率不高等缺點(diǎn)。
因此有不少車型干脆采用雙驅(qū)動電機(jī)的方式以彌補(bǔ)動力不足的問題,這也是新能源汽車中四驅(qū)的比例遠(yuǎn)比傳統(tǒng)車高的原因,同時也解釋了為什么很多那些互聯(lián)網(wǎng)造車的首發(fā)車型為何大多是SUV的原因。
目前市場的主流是集中式驅(qū)動電機(jī)+傳統(tǒng)車橋,這是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn),傳統(tǒng)車橋只要稍加改裝就可以匹配,因此可以減少非常大的研發(fā)費(fèi)用。
2.輪邊式驅(qū)動電機(jī):輪邊式結(jié)構(gòu)至少需要兩臺驅(qū)動電機(jī),當(dāng)然也可能更多。兩個驅(qū)動電機(jī)布置在車橋的兩側(cè),通過側(cè)減速器和輪邊減速器實(shí)現(xiàn)減速增扭來驅(qū)動單個車輪。輪邊電機(jī)可以需要驅(qū)動軸,也可以不需要,這是它與集中式驅(qū)動電機(jī)不同的地方。
但相對集中式來說,輪邊式對整車底盤布置的意義重大,尤其是在后軸驅(qū)動的情況下,傳統(tǒng)轎車由于要通過一根長長的傳動軸將前方變速器的動力傳遞到后輪,會因?yàn)檐嚿砗蛙囕嗛g的變形運(yùn)動產(chǎn)生非常多的影響,但輪邊驅(qū)動電機(jī)則可以直接裝在車輪邊上,因此無需考慮太多的抗扭變形等因素,因此也就可以將底盤做得非常平坦,車身也可以更富有變化。
3.輪轂式驅(qū)動電機(jī):簡單說,輪轂電機(jī)就是將所有東西一股腦的裝在輪轂中,如驅(qū)動電機(jī)、減速器等在輪轂內(nèi)部直接驅(qū)動車輪,其實(shí)這是目前最為常見的驅(qū)動形式,基本上家家都有的電瓶車后驅(qū)動輪都是這種結(jié)構(gòu)。其最大的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)小巧,省去了差速器、半軸以及變數(shù)裝置。同時因?yàn)樯倭诉@些結(jié)構(gòu)的機(jī)械損失,相應(yīng)提高了傳動效率。
所有輪轂式驅(qū)動電機(jī)其實(shí)并不是什么太陌生的技術(shù),但現(xiàn)實(shí)是極少有量產(chǎn)車使用,雖然各家的概念車基本都是以輪轂式為假想基礎(chǔ)的。
這是因?yàn)槠渥畲蟮募夹g(shù)難題是協(xié)調(diào)控制,行駛中哪臺電機(jī)需要工作、哪臺需要停止,在什么時機(jī)和工況下工作,這就難了。比如轉(zhuǎn)彎時兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)動的速度不一樣,而輪轂式結(jié)構(gòu)肯定沒有差速器來協(xié)調(diào)兩輪的,這就需要電子差速裝置來控制,但目前大家的技術(shù)都有點(diǎn)不太樂觀。
現(xiàn)在影響輪轂電機(jī)在電動車上大規(guī)模使用的原因很多,除了協(xié)調(diào)控制問題之外,還有散熱、耐沖擊、可靠性和成本等因素在制約。
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