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新能源电动汽车系统架构简介

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  • 发布时间:2017/12/13 17:24:39
  • 作者:ly_yinhe

  一般的普通燃油驱动汽车主要由发动机、底盘、传动轴及相关电气系统组成。那么电动汽车呢?电动汽车主要由驱动电机、电池、电驱动控制器及相关电控设备构成,但是电动汽车其具体架构组成却是很模糊的,本文就对电动汽车系统架构组成进行详细介绍。

电动汽车的基本构造

电动汽车的基本构造

电动汽车的基本构造

  如上图所示,初期开发的电动汽车与现有的内燃车辆相比,主要为用电动机驱动装置和蓄电池组件替代内燃机和燃油箱,而其他部件基本类似或保留。由于这种结构的电动汽车较重的重量、较低的灵活性和车辆性能下降等原因,已经逐渐消失。

  现在,随着电动汽车行业的高速发展,其新兴技术如雨后春笋般涌现,新型结构电动汽车亦逐渐得到应用并且推向市场,其新型技术及结构的应用有效的满足了电动汽车运行灵活性、可操作性的需求。

电动汽车架构系统组成

图示:电动汽车架构系统组成

  现代电动汽车电驱动系统架构组成如上图所示,该电驱动系统由三个主要的子系统组成:

  1、电动机驱动系统——电动机驱动系统由车辆控制器、驱动控制器、电动机、机械传动装置和驱动轮等部件组成。

  2、能源系统——能源系统包含能源转换单元、能量管理单元和能量存储单元等部分组成。

  3、辅助系统——辅助系统由功率控制单元、车内气候控制单元和辅助电源等部分组成。

电动汽车可能存在的结构形式

  如下图EV新能源电动汽车结构形式,现在的电动汽车系统架构主要有上图中几种:

EV新能源电动汽车结构形式

图示:EV新能源电动汽车结构形式

C——离合器;D——差速器;FG——固定档的齿轮传动装置;GB——变速箱;M——电动机

  图a——所示表明了第一种可供选择的结构,其中电驱动装置替代了传统燃油驱动系统的内燃机,它由电动机、离合器、变速器和差速器等部件组成。离合器和变速箱可由自动传动装置予以替代,离合器用以将电动机的动力连接到驱动轮,或从驱动轮处脱开。变速箱提供一组传动比,以满足不同转速的需求。差速器是一种机械器件(通常是一组行星齿轮),当车辆沿着弯曲的路径行驶时,它使两侧车轮以不同的转速行驶。

  图b——所示系统架构借助于电动机在大范围转速变化中所具有的恒功率特性,可用固定档的齿轮传动装置替代多速变速箱,并缩减了对离合器的需要。这一结构不仅减小了机械传动装置的尺寸和重量,而且由于不需要换挡,可大大简化驱动系的控制。

  图c——所示系统构架类似于图b中的驱动电动机。固定档的齿轮传动装置和差速器可以进一步集成为单个组合件,而其两侧的轴连接两边的驱动轮,整个驱动系由此可以进一步得到简化和小型化。

  图d——所示系统中机械差速器被两个牵引电动机所替代。两牵引电动机分别驱动相应侧的车轮,并当车辆沿弯曲路径行驶时,两者以不同转速运转。

  图e——所示系统为进一步简化驱动系,牵引电动机可安置在车轮内。这种配置就是通常所说的轮式驱动。一个薄型行星齿轮组可用以降低电动机转速,并增大电动机转矩,该薄型行星齿轮组具有高减速比以及输入和输出轴纵向配置的优点。

  图f——所示,通过完全舍弃电动机和驱动轮之间的任何机械传动装置,应用于轮式驱动的低速外转子型电动机可直接连接至驱动轮。此时,电动机的转速控制等价于车轮的转速控制,即车速控制。然而,这一配置要求电动机在车辆起动和加速运行时具有高转矩性能。

  和传统燃油驱动汽车相比,电动汽车噪音很低也不排放废气,在能量转换效率方面也比内燃机系统架构要高得多,在结构方面也要更简单一些。综合现在电动汽车领域技术应用,电动汽车所可能存在的结构形式也是多种多样,详细随着技术研发及科技进步,新型的电动汽车系统架构也会得到推广及应用。