純電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式

依托于傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車(chē)，采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)替代原有的內(nèi)燃機(jī)，可形成為簡(jiǎn)單的電動(dòng)汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。如圖1所示，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、離合器、齒輪箱和差速器組成，這是純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)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(dòng)力電池和一臺(tái)驅(qū)動(dòng)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(chē)輛的布置形式一致。其中的離合器和變速器也可以被自動(dòng)變速器所代替，差速器的功能是通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)使車(chē)輛曲線(xiàn)行駛時(shí)兩側(cè)車(chē)輪能夠在不同速度下行駛。

由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠在較長(zhǎng)的速度范圍內(nèi)提供相對(duì)恒定的功率，因此多級(jí)變速器可以被一個(gè)固定速比減速器所代替，并且離合器也可以省去，即無(wú)變速器，其傳動(dòng)形式如圖2所示。這種傳動(dòng)系統(tǒng)一方面可以節(jié)省機(jī)械傳動(dòng)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(lái)的控制難度。

圖1?純電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)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(pán)

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(dòng)盤(pán)

C-離合器??D-差速器??GB-變速器??M-驅(qū)動(dòng)電機(jī)

第三種傳動(dòng)形式與第二種傳動(dòng)形式類(lèi)似，但是驅(qū)動(dòng)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(dòng)軸上，如圖3所示，整個(gè)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)被大大簡(jiǎn)化和集成化。從再生制動(dòng)的角度出發(fā)，這種傳動(dòng)形式可以很容易地實(shí)現(xiàn)電能從車(chē)輪到電機(jī)的回收（驅(qū)動(dòng)輪以外的動(dòng)能通過(guò)制動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能），所以有利于全輪驅(qū)動(dòng)。因?yàn)闆](méi)有傳動(dòng)裝置，所以運(yùn)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(shí)增加了電機(jī)和逆變器的容量。

如圖4所示，在第三種傳動(dòng)形式的基礎(chǔ)上，差速器被兩個(gè)獨(dú)立的牽引電機(jī)所代替。每個(gè)牽引電機(jī)單獨(dú)完成一側(cè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)任務(wù)，即無(wú)機(jī)械差速器的傳動(dòng)形式。在車(chē)輛進(jìn)行曲線(xiàn)行駛時(shí)，兩側(cè)的電機(jī)就會(huì)分別工作在不同的速度下。圖5顯示的為雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下的底盤(pán)結(jié)構(gòu)。前軸兩個(gè)半橋上分別用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一側(cè)車(chē)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(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于兩側(cè)，分別控制、驅(qū)動(dòng)兩側(cè)車(chē)輪。這種驅(qū)動(dòng)橋間沒(méi)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(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，牽引電機(jī)與車(chē)輪之間取消了傳統(tǒng)的傳動(dòng)軸，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪前進(jìn)，如圖6-a所示。同時(shí)一個(gè)單排的行星齒輪用來(lái)減小轉(zhuǎn)速和增強(qiáng)轉(zhuǎn)矩，以滿(mǎn)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(xiàn)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(shí)例

圖3?驅(qū)動(dòng)電機(jī)與傳動(dòng)同向布置形式

圖4?雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)-固定速比變速器

圖5?雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋

在完全舍棄驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的機(jī)械傳動(dòng)裝置之后，輪轂電機(jī)的外轉(zhuǎn)子直接接在驅(qū)動(dòng)輪上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制與車(chē)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(chē)速控制變得簡(jiǎn)單。然而，這種分布方式需要驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供更高的轉(zhuǎn)矩來(lái)起動(dòng)和加速車(chē)輛，如圖6-b所示。圖7展示了輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置。

FG-固定速比變速器??M-驅(qū)動(dòng)電機(jī)

圖6?輪邊或輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式

圖7輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)的安裝位置