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電動汽車傳動系統的結構

發布時間: 2021-09-30 17:58:44

電動汽車的系統結構

電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。它使用存儲在電池中的電來發動。在驅動汽車時有時使用12或24塊電池,有時則需要更多。
電動汽車 的組成包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別於內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。
電源
為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能。應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池,但隨著電動汽車技術的發展,鉛酸蓄電池由於能量低,充電速度慢,壽命短,逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等,這些新型電源的應用,為電動汽車的發展開辟了廣闊的前景。
驅動電動機
驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。但直流電動機由於存在換向火花,功率小、效率低,維護保養工作量大;隨著電機控制技術的發展,勢必逐漸被直流無刷電動機(BLDCM)、開關磁阻電動機(SRM)和交流非同步電動機所取代,如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。 電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。
早期的電動汽車上,直流電動機的調速採用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的,且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構復雜,現已很少採用。應用較廣泛的是晶閘管斬波調速,通過均勻地改變電動機的端電壓,控制電動機的電流,來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中,它也逐漸被其他電力晶體管(如GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看,伴隨著新型驅動電機的應用,電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用,將成為必然的趨勢。
在驅動電動機的旋向變換控制中,直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實現電動機的旋向變換,這使得電路復雜、可靠性降低。當採用交流非同步電動機驅動時,電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,採用交流電動機及其變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。 工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。

② 汽車傳動系統組成與作用

汽車行駛過程中採用的傳動操作系統是由離合器、變速器、萬向轉運傳動設備以及相關的驅動橋共同構成的,也就是進行發動機和汽車四輪驅動器之間互相連接的動力傳輸設備。汽車的傳動操作系統的主要應用功能有促使汽車起步的功能、變速功能、主要減慢速度的功能以及差速功能等等不同應用功能,給行駛過程中的汽車以足夠充足的牽引力和行車速度變化,進而可以順利地確保行駛中的汽車可以更加安全、穩定的運行和駕駛。 [2]

離合器
離合器作為發動機與傳動系的結合工具,其由主動部分(飛輪、離合器蓋等)、從動部分(摩擦片)、壓緊裝置(膜片彈簧)和操縱機構組成。作用主要有以下幾點:①保證汽車平穩的起步;②保證擋位改變時的順滑性;;③防止傳動系統過載造成機件損壞。 變速器是實現不同行駛路況下的行駛速度改變的重要工具,主要有變速器殼、蓋、輸入軸、輸出軸、中間軸、倒擋軸、齒輪、軸承、油封、操縱機構等組成,利用不同直徑的齒輪嚙合實現轉速和轉矩的轉變,為實現變速變矩、實現汽車倒行、中斷傳輸動力和實現動力傳輸的功能。 [3]
隨著科技的發展,離合器可以分為以下幾種::①液力偶合器,也稱液力變矩器,通過油液傳動,用油液帶動渦輪實現動力的傳遞;②電磁離合器是通過線圈的電磁感應,通電時產生磁性實現動力傳遞;③摩擦式離合器又分為乾式和濕式摩擦離合器兩種,根據從動盤的數量又分為單雙多盤式等種類。隨著電子技術在汽車領域的應用,一些自動離合器也應運而生,由控制單元(ECU)來代替手動的離合器操作,減少了汽車駕駛者在使用過程中的不規范操作造成的能量損失。自動離合器可分為機械電機式自動離合器和液壓式自動離合器兩種。機械式是通過ECU分析油門、發動機轉速和車輛行駛速度後控制馬達拉動拉 桿驅使離合器工作的運動形式,而液壓式是用電動油泵代替拉桿。裝有自動離合器的汽車比AT和CVT汽車有耗油低、成本低的優勢。 [3]

萬向傳動裝置
萬向傳動裝置是實現汽車傳動系動力傳輸的關鍵裝置,位於傳動軸的末端,鏈接傳動軸驅動橋和半軸等零件。 作用是在汽車車身空間、汽車軸距、裝配誤差等各方面因素引起的發動機與汽車軸線不在同一位置,解決動力傳遞過程、適應轉向和汽車運行時所產生的上下跳動角度變化問題。 [3]

驅動橋
驅動橋即主減速器、差速器和半軸的總稱。其中主減速器是通過增加轉矩、減少轉速來實現動力傳遞。差速器是主減速器傳遞的動力傳遞給兩輪,其目的是實現轉彎時兩車輪的不同速度需求。 [3]

半軸
半軸是將差速器的動力傳遞給驅動輪的裝置。 現以輕型轎車為例,從離合器、變速器以及傳動部件材料等方面分析研究汽車傳動系的傳動效率的改進方向。 [3]

變速器
傳動系的動力傳遞主要通過變速器將發動機的動力以改變傳動比的方式傳遞給車輪,用來適應周圍環境的變 化及自身重量的改變,在汽車發展的歷程中,汽車的變速器經歷了從手動到自動的技術變革。 [3]
手動變速器(MT)也就是通俗講的手動擋,是需要駕駛者在使用汽車時根據個人意願和實際情況自我調節汽車的一種變速方式。它通過大小不同的齒輪在駕駛者的操控下完成高速和低速的不同動力傳輸需求。 採用新型技術進行技術升級是MT發展的道路,可採用以下幾種方法:①採用高性能的鋼材,增加齒輪的剛度, 減少變速器齒輪在轉動過程中的變形磨損,增加齒輪間的結合,減少滑動產生的能量損失;②採用不同的軸承結構,用球和柱軸承結構替換錐軸承,減少齒輪轉動的摩擦錯位帶來的能量損失;③採用高性能的潤滑劑,減少換擋時齒輪的摩擦,增加契合度減少能量損失;④減少變速器潤滑油的油量,可以減少汽車在空載時能量損失6%~8%。 [3]
液力機械式自動變速器(AT)是通過液體壓力的方式傳遞和改變扭矩,實現控制機構的閉鎖功能。運用液體壓力和齒輪傳動與電控系統相結合實現速度的改變和扭矩的轉換。9G-TRONIC 變速器把齒比擴大到了9:15,發動機的轉速被有效地降低,節油效果較好。採用了雙扭減振和離心技術保證了舒適性,運用最新式的行星齒輪直控單元,使齒輪控制迅速;在材料方面採用了新型的鋁合金材料,將整車質量減小;在箱體中採用了兩個油泵,鏈傳動的離軸式設計主油泵在保證潤滑的同時增加了冷卻效果。 [3]
無級變速器(CVT)是通過傳動帶將動力傳遞給一個可改變槽齒寬度的棘輪完成動力的傳遞,達到變速的目的。某公司提出了對CVT進行改進,用鏈條作傳動方式,能實現更大的扭矩,但噪音大。傳動比的范圍越大,對 提高燃油經濟性更有利,所以CVT的最大傳動比為7.7,燃油經濟性能相對較好。 [3]
機械式自動變速器(AMT)是在原來的固定軸式有級變速器的基礎上增加了自動控制機構,即ECU。簡單的就是在手動變速箱的基礎上增加電控離合系統和電控換擋系統。AMT繼承了MT的優點在燃油經濟性方面比傳統的 4AT 相比,油耗降低20% ~30%,這是一個相當可觀的數據,AMT相比於MT減少了不熟練駕駛者在操作時的燃油消耗,但舒適性與其他車型相比略差,在換擋時存在頓挫感,一直沒有被廣泛使用。 [3]
雙離合器自動變速器(DCT)通過兩組被自動控制的離合器交替工作, 實現無時間間隔換擋。小扭矩濕式雙離合自動變速器,質量相對較輕,適合小排量的發動機,同時採用電機驅動適時精確控制換擋時機,能使發動機在較長的一段時間內保持較低速度運轉,效率高,更加省油,在離合器方面採用了格特拉克獨有的微滑摩技術,摩擦器片和摩擦片之間會有一層油膜,能緩解發動的瞬時轉速。 [3]

純電動汽車傳動系統

傳動方案
機械式傳動:最早的電動汽車主要採用的都是機械式傳動系統,結構類似於傳統的內燃機汽車,以電動機取代發動機,配備的驅動電機一般具有較小的轉矩與較高的轉速等特點,而配備的變速器大多結構較為復雜。但由於其零部件多、在傳動效率方面受到比較大的限制,無法在性能上滿足電動汽車的設計需求。 [4]
機電集成式傳動:顧名思義,機電集成主要是指將傳動系與電動機集成於一體,其傳動系統主要包括主減速器和差速器等單元。該傳動方式多採用傳動比在5-20的行星齒輪減速器。行星減速器相對其他減速器,具有精度高、剛性強、傳動效率高、扭矩/體積比大的優勢。該傳動方式通過對傳動系統及電動機的集成設計,結構小巧體積輕便,同時可以滿足純電動汽車對承載力、抗沖擊力及抗震能力等的性能需求且安全系數較高、循環壽命較長。但整車通過性變差,維修不便等。 [4]
電動橋傳動:該傳動系統多採用在驅動橋內同時安置兩部驅動電機的布置方式。其中,差速器僅在車輛轉彎時參與對車輪的控制,協助轉彎,而在車輛直行時停止工作。等輸出功率的單電機與雙電機相比,體積更為龐大,質量也更高。採用電動橋傳動方式的電動汽車具有比前兩種傳動方式更好的機電集成水平,且在傳動效率方面得到了更好的保障。但另一方面,若保證驅動電機可滿足更多行駛工況下的行駛需求,就必須適應更寬的轉矩變化范圍,對控制和加工技術要求較高,電動橋內部的結構也隨之更為復雜,增加整車成本,不利於後期維修。 [4]

主要發展問題和解決方法
制約純電動汽車發展的首先是蓄電池的續航能力問題。目前市場上使用的電動汽車完成一次充電後,續航里程一般為100~300km,且僅在保持適當行駛速度及具有良好的電池調節系統的前提下才能得到保證,續航問題成為電動汽車的主要弊端。其次是蓄電池壽命較為短暫,普通蓄電池可允許的充放電次數僅為300~400次,即使性能良好的蓄電池充放電次數也不過700~900次,按每年充放電200次計算,一個蓄電池的壽命最多為4年。 [4]
針對以上問題,在控製成本的前提下的解決辦法主要有:一是減少成員數量或增大車內空間,以攜帶更多數量的電池,但是一味增加電池數量的方法存在很大限制。電池數量的增加必然會增大整車質量及車輛的行駛阻力,所以急需開發具有更高的比功率及比能量的電動汽車能量儲存裝置。二是對電動汽車進行節能設計。

③ 電動汽車的基本結構是哪些

電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力觸動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別於內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源盒電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。

④ 純電動汽車驅動系統結構形式有哪些分別包括哪些零件

電動汽車定義:純電動汽車是完全由可充電電池(如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池)提供動力源,以電動機為驅動系統的汽車。

其動力系統主要由動力電池、驅動電動機組成,從電網取電或更換蓄電池獲得電能。

電動汽車最早的歷史可以追溯到19世紀後期,在1881年8-11月巴黎舉行的國際電器展覽會上,展出了法國人古斯塔夫•特魯夫研製的電動三輪車,這是世界上第一輛電動車輛,它採用多次性鉛酸充電電池和直流電動機,可以實際操作使用,這輛車的誕生具有劃時代的意義。

在接下來的1882年,英國的威廉•愛德華•阿頓和約翰•培里也合作研製了一輛電動三輪車,車的速度是4.4km/h。三位先驅的努力使得在燃油汽車尚未問世之前,電動汽車已經誕生,此後電動車輛在歐美等國家迅速興起。

純電動汽車的結構
傳統內燃機汽車主要由發動機、底盤、車身、電氣設備四大部分組成。 純電動汽車與傳統汽車相比,取消了發動機,傳動機構發生了改變,根據驅動方式不同,部分部件已經簡化或者取消,增加了電源系統和驅動電機等新機構。 由於以上系統功能的改變,純電動汽車改由新的四大部分組成:電力驅動控制系統、底盤、車身、輔助 系統。

⑤ 純電動汽車的傳動系統結構

有多種方案,如輪轂電機、前置和後置等方案。有高速電機和低速大扭力電機等方案。我以前是做這方面設計工作的。

⑥ 在動作車間,純電動汽車的基本結構都有哪一些

純電動汽車的組成包括:電力驅動和控制系統,驅動力傳遞和其他機械繫統,完成已完成任務的工作裝置等。動力驅動器和控制系統是電動汽車的核心,它也不同於內燃機之間的最大差異。動力驅動器和控制系統由速度控制裝置(例如驅動馬達,電源和馬達)組成。電動汽車的其他裝置與內燃機的裝置基本相同。

在早期的電動汽車中,直流電動機的速度調節是通過串聯連接電阻器或改變電動機勵磁線圈的匝數來實現的。由於其調速是步進的,會產生額外的能量消耗或使用的電動機結構復雜,因此現在很少使用。最廣泛使用的是晶閘管斬波調速,它通過均勻地改變電動機的端電壓並控制電動機的電流來實現電動機的無級調速。隨著電子功率技術的不斷發展,它已逐漸被其他功率晶體管(分為GTO,MOSFET,BTR,IGBT等)斬波器調速裝置所取代。從技術發展的角度來看,隨著新型驅動電機的應用,將電動汽車的速度控制轉變為直流逆變器技術的應用已成為必然趨勢。

⑦ 純電動汽車基本電力系統由哪些組成

電動汽車供電系統的組成與原理:組成
純電動汽車電力驅動系統主要由電子控制器、驅動電動機、電動機逆變器、各種感測器(加速踏板位置感測器、制動踏板開關、轉向盤轉角感測器等)、機械傳動裝置(變速器和差速器)和車輪等組成。


電動汽車供電系統的原理:
能夠將動力電池輸出的電能轉換為車輪上的機械能,驅動電動汽車行駛,並能夠在汽車減速制動時,將車輪的動能轉化為電能充入動力電池,是電動汽車的關鍵組成部分。它以駕駛人的操作(主要是以加速踏板位置的操作)為輸入,經過驅動系統電子控制器的變換後,輸出轉矩給定值提供給電動機逆變器,電動機逆變器控制驅動電動機的輸出轉矩,從而使電動汽車以駕駛人預期的狀態行駛。當電子控制器同時收到制動和加速信號,則以制動信號優先。其中,最關鍵的是電動機逆變器,電動機逆變器的主要功能是調節動力電動機和動力電池之間的電流頻率和幅值,使其達到匹配,將動力電池的直流電逆變成交流電提供給驅動電動機,將電能轉換成機械能,電動機輸出的轉矩經傳動系統驅動車輪,使電動汽車行駛。
對於電動汽車不僅僅對環境有相當好的保護,更重要的就是在買電動汽車的時候還可以得到一大部分的優惠政策。

⑧ 純電動汽車的驅動系統由哪些部分組成

電動汽車由動力電池、底盤、車身和電器四部分組成。動力電池作為電動汽車的重要組成部分,分為電池模組、電池管理系統、熱管理系統、電氣及機械繫統這四個主要部分。底盤由驅動電機及控制系統、行駛系統、轉向系統和制動及能量回收系統四部分組成。

純電動汽車驅動系統的組成如圖7所示,主要由中央控制單元、驅動控制器、驅動電動機、機械傳動裝置等組成。為適應駕駛人的傳統操縱習慣,純電動汽車仍保留了加速踏板、制動踏板及有關操縱手柄或按鈕等。不過在電動汽車上是將加速踏板、制動踏板的機械位移量轉換為相應的電信號輸入到中央控制單元來對汽車的行駛實行控制的。對於擋位變速桿,為遵循駕駛人的傳統習慣,一般仍需保留,同樣除傳統的驅動模式外也就只有前進、空擋、倒退三個擋位,並且以開關信號傳輸到中央控制單元來對汽車進行前進、停車、倒車控制。

⑨ 純電動汽車電機驅動系統有哪幾部分組成

電機驅動系統主要由中央控制器、驅動控制器、電動機、冷卻系統、機械傳動裝置等組成。

新能源汽車傳動原理

隨著時代的發展,新能源汽車漸漸的進入了我們的生活,在二十一世紀的今天,電動汽車又將會成為未來新能源的最終解決方案。毫無疑問,電動汽車最大的優勢便是無排放污染。其次電動汽車還具有噪音低,結構簡單,使用維修方便等特點。那麼新能源汽車原理是什麼呢?

新能源汽車原理是什麼——電動汽車的心臟:電動機

新能源汽車原理是什麼——電動汽車的心臟:電動機

純電動汽車是完全用電動機來取代發動機驅動的,不少人認為電動機的動力沒有發動機好,然而在先進的交流電機的驅動下,現代電動汽車的動力性甚至遠遠超過了不少大排量內燃機。

電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩,這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅動車輛。

事實上,電動機驅動與發動機相比有兩大技術優勢:首先,發動機能高效產生轉矩時的轉速被限制在一個較窄的范圍內(即經濟運行區),因此需要變速器適應這一特性。而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩,這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅動車輛。其次,由於高度電氣化的控制系統引入,電動機實現動力輸出的快速響應能力遠高於發動機,這意味著電動機的響應比發動機更加靈敏。

新能源汽車原理是什麼——電動車的「油箱」:電池組

新能源汽車原理是什麼——電動車的「油箱」:電池組

制約電動汽車發展的主要問題還是集中於電池成本較高,充電時間長,續駛里程較短。近年來,不少汽車公司和研究機構的最新研究正在逐漸彌補電動汽車的這些先天缺陷。目前鎳氫電池和鋰電池為不少電動車和混合動力車所使用,其中鎳氫電池可快速充電,循環壽命長,同時它不存在重金屬污染,也被稱為「綠色電池」,但是比能量沒有鋰電池高。鋰電池有很多種類,例如鋰離子電池、鋰熔鹽電池、鋰聚合物電池,其具備較高的能量密度,等比功率大、比能量高,非常適合作為電動車車載電池。近年來,鋰電池的研究使其在壽命和穩定性方面有大幅提升,因此鋰電池是未來電動車的主力電池類型。

新能源汽車原理是什麼——電動車的神經中樞:電控系統

新能源汽車原理是什麼——電動車的神經中樞:電控系統

電力驅動控制系統是電動車的神經中樞,它將電動機,電池和其他輔助系統互為連接並且加以控制。電力驅動控制系統按工作原理可劃分為車載電源模塊、電力驅動主模塊和輔助模塊三大部分。

電力驅動主模塊主要由中央控制單元、驅動控制器、電動機、機械傳動裝置等組成。

中央控
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