1、电动汽车电驱动系统 现状及发展趋势简析查 念 东目录1、 传统汽车驱动系统典型布置型式简介2、纯电动乘用车动力总成现状分析3、纯电动商用车动力总成现状分析4、纯电动乘用车驱动系统发展趋势分析5、纯电动商用车驱动系统发展趋势分析6、典型纯电动乘用车驱动系统介绍(特斯拉、日产聆风)7、轮毂电机技术优缺点分析1、 传统汽车 驱动系统典型布置型式简介前置前 驱 前置后 驱 后置后 驱 全 轮驱动典型 结构示意图说 明轿车 的典型布置型式。 发动 机、离合器、 变 速器安装在一起形成所 谓的 动 力 总 成, 传动轴 从 变 速器两端通 过 万向 节联 接到 转 向 驱动轮 (前轮 )应 用条件:前 轴
2、轴 荷 后 轴轴 荷卡 车 的典型布置型式。 传动轴 从前部 发动 机 舱联 接到 驱动桥 (后 桥 ),影响地板的布置,因此乘用 车 只有大型 车 型才采用 这 种布置型式(地板需布置 贯 通前后的鼓包)应 用条件:后 轴轴 荷 前 轴轴 荷只有足 够 大后 悬 的 车辆 才能采用 这种布置方式,一般在布置上与前置后 驱类 似,只是方向 变 了。解放了车辆 前部(特 别 是 驾驶 区)的布置空 间 ,但不利于 发动 机的散 热 ,且地板后部必 须 抬高。应 用条件:后 轴轴 荷 前 轴轴 荷只有越野 车 才采用 这 种 驱动 方式,与 单轴驱动 相比需增加分 动 器,前后 轴 同 时驱动势
3、必造成 驱动 效率 损耗。电动车优势轮毂电 机的 应 用可以 释 放前 仓 空 间,方便与 电 池的布置轮边电 机和 轮毂电 机的 应 用可以淘汰 这 种布置方式轮边电 机和 轮毂电 机的 应 用可以解放后部空 间 ,是 设计 低地板客 车 成为 可能轮毂电 机的 应 用可以极大地 简 化全轮驱动车 的布置适用车 型乘用 车微型商用 车重、中、 轻 型卡 车轻 微型客 车C级 以上乘用 车大、中型客 车 越野 车 (含商用 车 和乘用 车 )非驱动轮4242626 48 44262644466882、纯电动乘用车动力总成现状分析项 目 传统车结 构 简单 集成 结 构 集成 结 构 同 轴 集
4、成 结 构图 片电 机峰 值 功率( kW) 150 80 150( 博世 ) 110最大 输 出扭矩( Nm) 2500 2220 / 2706总 成重量( kg) 75.3 / 90 ( 博世 ) 90集成型式 电 机 +减速箱 电 机 +控制器 +减速箱 电 机 +控制器 +减速箱 电 机、控制器、减速箱开 发 企 业 瑞士 Brusa等 日 产 等 博世、舍弗勒等 韩 国 LG应 用 车 型 特斯拉、国内大部分 纯电动 乘用 车 LEAF、国内少数 纯电动 乘用 车 少数新开 发纯电动 乘用 车 少数新开 发纯电动 乘用 车博世 电驱动总成舍弗勒 电驱动总成韩 国 LG IPGM日 产
5、 LEAF瑞士 Brusa3、纯电动商用车 动力总成现状分析项 目 传统车 改装式 电 机与 传统驱动桥 集成 同 轴驱动桥结 构 轮边电 机 桥图 片开 发 企 业 国内大多数企 业 汉 德 车桥 、 东风 德 纳 曙光 车桥 杭州 长 江、比 亚 迪应 用 车 型 国内大部分 纯电动 商用 车 整车厂较少采用 整车厂难以接受 长 江益众、奕 阁 、奕 胜 ;比 亚 迪K9集成型式 无 电 机、 传统驱动桥 电 机、减速箱、新型 车桥 电 机、减速箱、新型 车桥特点传动效率低;开发成本和制造成本低;占用空间大,不利于电池包布置;无法用于低地板公交车重量大。基本上还是属于传统动力传动结构;无传
6、动轴,效率有一定提高,重量有所减轻;有利于电池包布置;开发成本和制造成本低;簧下重量大且偏置,极不利于操控性能;无法用于低地板公交车。集成度高,结构紧凑;有利于电池包布置;重量较轻;电机壳体变成承载件,风险高:无法用于低地板公交车。集成度高,结构紧凑;完全释放地板下空间,有利于电池包布置;特别适合低地板纯电动公交车采用;重量较轻;簧下质量较大,对操控性略有影响;开发成本和制造成本较高。4、纯电动乘用车驱动系统发展趋势分析沿用 传统车结 构: 电 机 +减速器:与燃油车驱动系统结构类似;电机控制器与 PDU集成独立安装在车身上;特斯拉、日产 LEEF以及国内绝大部分纯电动乘用车都采用这种结构;长
7、江逸酷目前也采用这种结构。电 机 +减速器 +电 机控制器集成 结 构:与燃油车驱动系统结构类似;电机控制器与电机和减速器集成在一起;目前部分厂家最新开发的乘用车开始采用;长江 A级纯电动乘用车规划采用这种结构。轮毂电 机 结 构:驱动电机与轮毂集成到一体;电机控制器 +PDU单独安装在车身上;目前仅有部分企业试制出样车;长江纯电动已规划采用这种结构。结构简单;开发成本和制造成本低;控制单元单独安装,可避免与电机一起高频振动;重量较大。集成度高,结构紧凑;重量较轻;开发成本和制造成本高;控制单元与电机一起高频振动,耐久性受影响。集成度高,结构紧凑;完全释放前仓空间,有利于电池包布置;传动效率高
8、重量最轻;开发成本高,制造成本高。电机控制器 +PDU电机 +减速器电机 +减速器 +控制器 轮辋 +电机 +减速器LGBOSH Protean公司舍弗勒特斯拉、日产聆 风 以及国内绝大部分纯电动乘用车都采用这种结构5、纯电动商用车驱动系统发展趋势分析沿用 传统车结 构:与燃油车驱动系统结构相同;目前大部分纯电动商用车均采用这种结构。轮边电 机 驱动桥 :与燃油车驱动系统结构完全不同;电机、减速器与桥集成在一起;长江纯电动商务车均采用这种结构,目前除长江外,只有比亚迪大巴采用这种结构。轮毂电 机 驱动桥 :驱动电机、控制器与轮毂集成到一体;PDU单独安装在车身上;目前仅有部分企业试制出样车。传
9、动效率低;开发成本和制造成本低;占用空间大,不利于电池包布置;无法用于低地板公交车重量大。集成度高,结构紧凑;完全释放地板下空间,有利于电池包布置;特别适合低地板纯电动公交车采用;重量较轻;簧下质量较大,对操控性略有影响;开发成本和制造成本较高。集成度高,结构紧凑;完全释放地板下空间,有利于电池包布置;可用于低地板公交车;重量较轻;簧下质量和转动惯量大,对操控性影响大;开发成本和制造成本最高。Protean公司长 江汽 车比 亚 迪6、典型纯电动乘用车驱动系统介绍特斯拉 MODEL S特斯拉 MODEL X日 产 聆 风u特斯拉 MODEL S的 驱动 系统结 构沿用 传统 汽 车驱动 系统结
10、 构即: 电 机 +减速器安装在一起,控制 单 元 单 独在 车 身上安装。两个 电 机 为 并 联 型式,只能同步运 转 ,与 轮边电 机和 轮毂电 机可分 别 控制是不同的。u特斯拉 MODEL X的 驱动 系统结 构与 MODEL S结 构上是相同的,只不 过 是前后 轴 都布置了 驱动电 机,可 实现 四 轮驱动 。u日 产 聆 风 的 驱动 系 统结 构也是沿用 传统 汽 车驱动 系 统结构,只不 过 是将 电 控 单 元、 电机和减速器安装一起。7、轮毂电机技术优缺点分析轮毂电机的技术优点:省略大量传动部件,让车辆结构更简单,有利于电池包布置,对地板布置有利,使地板结构更简单;传动
11、效率高;重量轻;可实现多种复杂的驱动方式:由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,因此无论是前驱、后驱还是四驱形式,它都可以比较轻松地实现,全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向,大大减小车辆的转弯半径,在特殊情况下几乎可以实现原地转向,对于特种车辆很有价值;既适用于乘用车,也适用于商用车。轮毂电机的技术缺点:轮毂电机较大幅度地增大了簧下质量,同时也增加了轮毂的转动惯量,这对于车辆的操控性能是不利的。电制动性能有限,维持制动系统运行需要消耗不少电能:由于轮毂电机系统的电制动容量较小,不能满足整车制动性能的要求,都需要附加机械制动系统;没有了传统内燃机带动的真空泵,就需要电动真空泵来提供刹车助力,但也就意味了有着更大的能量消耗;轮毂电机工作的环境恶劣,面临水、灰尘等多方面影响,在密封方面也有较高要求,同时在设计上也需要为轮毂电机单独考虑散热问题。