驱动电机相当于传统车的发动机,将能源转化为驱动力,但考虑到车辆使用时候的速度、续航、耐久等需求,至少要满足这样几种基本要求:
目前驱动电机主要分为直流电机、交流电机及轮毂电机等。行业对交流异步电机、永磁同步电机及开关磁阻电机关注度较高。通过对常见的几种电机进行比较分析可知(见下表),永磁同步电机具有效率高、转速范围宽、体积小、重量轻、功率密度大、成本低等优点,成为纯电动乘用车市场的主要驱动电机。
永磁同步电机,结构上与无刷电机相似,不同之处在于它采用正玄波波驱动,所以具备无刷直流电机的优点的同时,还具有噪声低,体积小,功率密度大,转动惯量小,脉动转矩小,控制精度高等特点,特别适合混动汽车电动机驱动系统。下图为三相永磁同步电机的原理图,三相交流电按照不同相位输入到电机的定子,定子将产生旋转的磁场,从而带动转子的旋转运动。
1.集中式驱动电机:集中式驱动电机与传统车桥最为相似,在驱动车轮时候必须要通过过渡零部件,如减速器、传动轴等。目前大多数低速电动车基本是此类结构,主要是此类结构最为简单低廉。而这些低速电动车还有个问题是普遍省略了变速器。这就带来了一个问题,那就是起步或爬坡时候的低扭不足;再就是体积相对较大,传动效率不高等缺点。
因此有不少车型干脆采用双驱动电机的方式以弥补动力不足的问题,这也是新能源汽车中四驱的比例远比传统车高的原因,目前市场的主流是集中式驱动电机+传统车桥,这是因为其结构特点,传统车桥只要稍加改装就可以匹配,因此可以减少非常大的研发费用。
2.轮边式驱动电机:轮边式结构至少需要两台驱动电机,当然也可能更多。两个驱动电机布置在车桥的两侧,通过侧减速器和轮边减速器实现减速增扭来驱动单个车轮。轮边电机可以需要驱动轴,也可以不需要,这是它与集中式驱动电机不同的地方。
但相对集中式来说,轮边式对整车底盘布置的意义重大,尤其是在后轴驱动的情况下,传统轿车由于要通过一根长长的传动轴将前方变速器的动力传递到后轮,会因为车身和车轮间的变形运动产生非常多的影响,但轮边驱动电机则可以直接装在车轮边上,因此无需考虑太多的抗扭变形等因素,因此也就可以将底盘做得非常平坦,车身也可以更富有变化。
3.轮毂式驱动电机:简单说,轮毂电机就是将所有东西一股脑的装在轮毂中,如驱动电机、减速器等在轮毂内部直接驱动车轮,其实这是目前最为常见的驱动形式,基本上家家都有的电瓶车后驱动轮都是这种结构。其最大的优点就是结构小巧,省去了差速器、半轴以及变数装置。同时因为少了这些结构的机械损失,相应提高了传动效率。
所有轮毂式驱动电机其实并不是什么太陌生的技术,但现实是极少有量产车使用,虽然各家的概念车基本都是以轮毂式为假想基础的。
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