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新能源纯电动车的三种驱动电机
作者:上海励岱智能  发布时间:2018-12-18
驱动电机作为纯电新能源车的三大部件之一,是新能源车企最核心技术。随着动力电池的目标已经向着300WK/GK迈进,目前已涌现出了一大批优秀的电池企业,最知名的的就是比亚迪了。但相应的,驱动电机方面却并没有太过于强势的企业。

这说明目前新能源车企在核心技术方面还是有偏科。

目前主流的驱动电机有集中式、轮边式和轮毂式三种形式,目前都为永磁同步电机技术,区别只是电机安装在车辆的位置不同而已。实际上驱动电机技术并不是刚刚开始发展的,新能源汽车跟无轨电车所使用的的驱动电机是一样的,无轨电车先后经历了直流电机、异步交流电机、永磁同步电机等阶段,而新能源汽车则是直接进入永磁同步电机。所以说驱动电机技术并非什么前沿科技,只是我们目前不是掌握的不是那么踏实而已。

驱动电机的基本工况要求

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:
1.宽调速范围:要求驱动电机在低速时能输出大扭矩,以满足起步时需求;高速巡航时则需要具有恒定功率输出特性,以满足线性加速;
2.高密度轻量化:以满足安装空间和整车布置、重量的限制;
3.高效率:节能省电以保证更大的续航里程,毕竟不可能无限堆积电池;
4.能量回收:可以在车辆减速时将制动的部分动能回收,从而达到增加续航里程。不过目前各品牌对这方面做得并不好;
5.高可靠性与安全性:其机械强度、抗震性、冷却技术、电器系统和控制系统都必须能满足车辆安全性的标准和规定;
6.成本能够持续降低;

事实上目前没有哪家的驱动电机能够完全满足以上所有要求,但能够满足更多的要求则肯定该驱动电机越为优秀。

驱动电机的类型:

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,同时也解释了为什么很多那些互联网造车的首发车型为何大多是SUV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。

这是因为其最大的技术难题是协调控制,行驶中哪台电机需要工作、哪台需要停止,在什么时机和工况下工作,这就难了。比如转弯时两侧车轮转动的速度不一样,而轮毂式结构肯定没有差速器来协调两轮的,这就需要电子差速装置来控制,但目前大家的技术都有点不太乐观。
现在影响轮毂电机在电动车上大规模使用的原因很多,除了协调控制问题之外,还有散热、耐冲击、可靠性和成本等因素在制约。
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