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电动汽车传动系统的结构

发布时间: 2021-09-30 17:58:44

电动汽车的系统结构

电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池,有时则需要更多。
电动汽车 的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。
电源
为电动汽车的驱动电动机提供电能,电动机将电源的电能转化为机械能。应用最广泛的电源是铅酸蓄电池,但随着电动汽车技术的发展,铅酸蓄电池由于能量低,充电速度慢,寿命短,逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等,这些新型电源的应用,为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。
驱动电动机
驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。但直流电动机由于存在换向火花,功率小、效率低,维护保养工作量大;随着电机控制技术的发展,势必逐渐被直流无刷电动机(BLDCM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代,如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。 电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制电动机的电压或电流,完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
早期的电动汽车上,直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的,且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂,现已很少采用。应用较广泛的是晶闸管斩波调速,通过均匀地改变电动机的端电压,控制电动机的电流,来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中,它也逐渐被其他电力晶体管(如GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斩波调速装置所取代。从技术的发展来看,伴随着新型驱动电机的应用,电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用,将成为必然的趋势。
在驱动电动机的旋向变换控制中,直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向,实现电动机的旋向变换,这使得电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时,电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可,可使控制电路简化。此外,采用交流电动机及其变频调速控制技术,使电动汽车的制动能量回收控制更加方便,控制电路更加简单。 工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的,如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

② 汽车传动系统组成与作用

汽车行驶过程中采用的传动操作系统是由离合器、变速器、万向转运传动设备以及相关的驱动桥共同构成的,也就是进行发动机和汽车四轮驱动器之间互相连接的动力传输设备。汽车的传动操作系统的主要应用功能有促使汽车起步的功能、变速功能、主要减慢速度的功能以及差速功能等等不同应用功能,给行驶过程中的汽车以足够充足的牵引力和行车速度变化,进而可以顺利地确保行驶中的汽车可以更加安全、稳定的运行和驾驶。 [2]

离合器
离合器作为发动机与传动系的结合工具,其由主动部分(飞轮、离合器盖等)、从动部分(摩擦片)、压紧装置(膜片弹簧)和操纵机构组成。作用主要有以下几点:①保证汽车平稳的起步;②保证挡位改变时的顺滑性;;③防止传动系统过载造成机件损坏。 变速器是实现不同行驶路况下的行驶速度改变的重要工具,主要有变速器壳、盖、输入轴、输出轴、中间轴、倒挡轴、齿轮、轴承、油封、操纵机构等组成,利用不同直径的齿轮啮合实现转速和转矩的转变,为实现变速变矩、实现汽车倒行、中断传输动力和实现动力传输的功能。 [3]
随着科技的发展,离合器可以分为以下几种::①液力偶合器,也称液力变矩器,通过油液传动,用油液带动涡轮实现动力的传递;②电磁离合器是通过线圈的电磁感应,通电时产生磁性实现动力传递;③摩擦式离合器又分为干式和湿式摩擦离合器两种,根据从动盘的数量又分为单双多盘式等种类。随着电子技术在汽车领域的应用,一些自动离合器也应运而生,由控制单元(ECU)来代替手动的离合器操作,减少了汽车驾驶者在使用过程中的不规范操作造成的能量损失。自动离合器可分为机械电机式自动离合器和液压式自动离合器两种。机械式是通过ECU分析油门、发动机转速和车辆行驶速度后控制马达拉动拉 杆驱使离合器工作的运动形式,而液压式是用电动油泵代替拉杆。装有自动离合器的汽车比AT和CVT汽车有耗油低、成本低的优势。 [3]

万向传动装置
万向传动装置是实现汽车传动系动力传输的关键装置,位于传动轴的末端,链接传动轴驱动桥和半轴等零件。 作用是在汽车车身空间、汽车轴距、装配误差等各方面因素引起的发动机与汽车轴线不在同一位置,解决动力传递过程、适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动角度变化问题。 [3]

驱动桥
驱动桥即主减速器、差速器和半轴的总称。其中主减速器是通过增加转矩、减少转速来实现动力传递。差速器是主减速器传递的动力传递给两轮,其目的是实现转弯时两车轮的不同速度需求。 [3]

半轴
半轴是将差速器的动力传递给驱动轮的装置。 现以轻型轿车为例,从离合器、变速器以及传动部件材料等方面分析研究汽车传动系的传动效率的改进方向。 [3]

变速器
传动系的动力传递主要通过变速器将发动机的动力以改变传动比的方式传递给车轮,用来适应周围环境的变 化及自身重量的改变,在汽车发展的历程中,汽车的变速器经历了从手动到自动的技术变革。 [3]
手动变速器(MT)也就是通俗讲的手动挡,是需要驾驶者在使用汽车时根据个人意愿和实际情况自我调节汽车的一种变速方式。它通过大小不同的齿轮在驾驶者的操控下完成高速和低速的不同动力传输需求。 采用新型技术进行技术升级是MT发展的道路,可采用以下几种方法:①采用高性能的钢材,增加齿轮的刚度, 减少变速器齿轮在转动过程中的变形磨损,增加齿轮间的结合,减少滑动产生的能量损失;②采用不同的轴承结构,用球和柱轴承结构替换锥轴承,减少齿轮转动的摩擦错位带来的能量损失;③采用高性能的润滑剂,减少换挡时齿轮的摩擦,增加契合度减少能量损失;④减少变速器润滑油的油量,可以减少汽车在空载时能量损失6%~8%。 [3]
液力机械式自动变速器(AT)是通过液体压力的方式传递和改变扭矩,实现控制机构的闭锁功能。运用液体压力和齿轮传动与电控系统相结合实现速度的改变和扭矩的转换。9G-TRONIC 变速器把齿比扩大到了9:15,发动机的转速被有效地降低,节油效果较好。采用了双扭减振和离心技术保证了舒适性,运用最新式的行星齿轮直控单元,使齿轮控制迅速;在材料方面采用了新型的铝合金材料,将整车质量减小;在箱体中采用了两个油泵,链传动的离轴式设计主油泵在保证润滑的同时增加了冷却效果。 [3]
无级变速器(CVT)是通过传动带将动力传递给一个可改变槽齿宽度的棘轮完成动力的传递,达到变速的目的。某公司提出了对CVT进行改进,用链条作传动方式,能实现更大的扭矩,但噪音大。传动比的范围越大,对 提高燃油经济性更有利,所以CVT的最大传动比为7.7,燃油经济性能相对较好。 [3]
机械式自动变速器(AMT)是在原来的固定轴式有级变速器的基础上增加了自动控制机构,即ECU。简单的就是在手动变速箱的基础上增加电控离合系统和电控换挡系统。AMT继承了MT的优点在燃油经济性方面比传统的 4AT 相比,油耗降低20% ~30%,这是一个相当可观的数据,AMT相比于MT减少了不熟练驾驶者在操作时的燃油消耗,但舒适性与其他车型相比略差,在换挡时存在顿挫感,一直没有被广泛使用。 [3]
双离合器自动变速器(DCT)通过两组被自动控制的离合器交替工作, 实现无时间间隔换挡。小扭矩湿式双离合自动变速器,质量相对较轻,适合小排量的发动机,同时采用电机驱动适时精确控制换挡时机,能使发动机在较长的一段时间内保持较低速度运转,效率高,更加省油,在离合器方面采用了格特拉克独有的微滑摩技术,摩擦器片和摩擦片之间会有一层油膜,能缓解发动的瞬时转速。 [3]

纯电动汽车传动系统

传动方案
机械式传动:最早的电动汽车主要采用的都是机械式传动系统,结构类似于传统的内燃机汽车,以电动机取代发动机,配备的驱动电机一般具有较小的转矩与较高的转速等特点,而配备的变速器大多结构较为复杂。但由于其零部件多、在传动效率方面受到比较大的限制,无法在性能上满足电动汽车的设计需求。 [4]
机电集成式传动:顾名思义,机电集成主要是指将传动系与电动机集成于一体,其传动系统主要包括主减速器和差速器等单元。该传动方式多采用传动比在5-20的行星齿轮减速器。行星减速器相对其他减速器,具有精度高、刚性强、传动效率高、扭矩/体积比大的优势。该传动方式通过对传动系统及电动机的集成设计,结构小巧体积轻便,同时可以满足纯电动汽车对承载力、抗冲击力及抗震能力等的性能需求且安全系数较高、循环寿命较长。但整车通过性变差,维修不便等。 [4]
电动桥传动:该传动系统多采用在驱动桥内同时安置两部驱动电机的布置方式。其中,差速器仅在车辆转弯时参与对车轮的控制,协助转弯,而在车辆直行时停止工作。等输出功率的单电机与双电机相比,体积更为庞大,质量也更高。采用电动桥传动方式的电动汽车具有比前两种传动方式更好的机电集成水平,且在传动效率方面得到了更好的保障。但另一方面,若保证驱动电机可满足更多行驶工况下的行驶需求,就必须适应更宽的转矩变化范围,对控制和加工技术要求较高,电动桥内部的结构也随之更为复杂,增加整车成本,不利于后期维修。 [4]

主要发展问题和解决方法
制约纯电动汽车发展的首先是蓄电池的续航能力问题。目前市场上使用的电动汽车完成一次充电后,续航里程一般为100~300km,且仅在保持适当行驶速度及具有良好的电池调节系统的前提下才能得到保证,续航问题成为电动汽车的主要弊端。其次是蓄电池寿命较为短暂,普通蓄电池可允许的充放电次数仅为300~400次,即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700~900次,按每年充放电200次计算,一个蓄电池的寿命最多为4年。 [4]
针对以上问题,在控制成本的前提下的解决办法主要有:一是减少成员数量或增大车内空间,以携带更多数量的电池,但是一味增加电池数量的方法存在很大限制。电池数量的增加必然会增大整车质量及车辆的行驶阻力,所以急需开发具有更高的比功率及比能量的电动汽车能量储存装置。二是对电动汽车进行节能设计。

③ 电动汽车的基本结构是哪些

电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力触动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源盒电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

④ 纯电动汽车驱动系统结构形式有哪些分别包括哪些零件

电动汽车定义:纯电动汽车是完全由可充电电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池)提供动力源,以电动机为驱动系统的汽车。

其动力系统主要由动力电池、驱动电动机组成,从电网取电或更换蓄电池获得电能。

电动汽车最早的历史可以追溯到19世纪后期,在1881年8-11月巴黎举行的国际电器展览会上,展出了法国人古斯塔夫•特鲁夫研制的电动三轮车,这是世界上第一辆电动车辆,它采用多次性铅酸充电电池和直流电动机,可以实际操作使用,这辆车的诞生具有划时代的意义。

在接下来的1882年,英国的威廉•爱德华•阿顿和约翰•培里也合作研制了一辆电动三轮车,车的速度是4.4km/h。三位先驱的努力使得在燃油汽车尚未问世之前,电动汽车已经诞生,此后电动车辆在欧美等国家迅速兴起。

纯电动汽车的结构
传统内燃机汽车主要由发动机、底盘、车身、电气设备四大部分组成。 纯电动汽车与传统汽车相比,取消了发动机,传动机构发生了改变,根据驱动方式不同,部分部件已经简化或者取消,增加了电源系统和驱动电机等新机构。 由于以上系统功能的改变,纯电动汽车改由新的四大部分组成:电力驱动控制系统、底盘、车身、辅助 系统。

⑤ 纯电动汽车的传动系统结构

有多种方案,如轮毂电机、前置和后置等方案。有高速电机和低速大扭力电机等方案。我以前是做这方面设计工作的。

⑥ 在动作车间,纯电动汽车的基本结构都有哪一些

纯电动汽车的组成包括:电力驱动和控制系统,驱动力传递和其他机械系统,完成已完成任务的工作装置等。动力驱动器和控制系统是电动汽车的核心,它也不同于内燃机之间的最大差异。动力驱动器和控制系统由速度控制装置(例如驱动马达,电源和马达)组成。电动汽车的其他装置与内燃机的装置基本相同。

在早期的电动汽车中,直流电动机的速度调节是通过串联连接电阻器或改变电动机励磁线圈的匝数来实现的。由于其调速是步进的,会产生额外的能量消耗或使用的电动机结构复杂,因此现在很少使用。最广泛使用的是晶闸管斩波调速,它通过均匀地改变电动机的端电压并控制电动机的电流来实现电动机的无级调速。随着电子功率技术的不断发展,它已逐渐被其他功率晶体管(分为GTO,MOSFET,BTR,IGBT等)斩波器调速装置所取代。从技术发展的角度来看,随着新型驱动电机的应用,将电动汽车的速度控制转变为直流逆变器技术的应用已成为必然趋势。

⑦ 纯电动汽车基本电力系统由哪些组成

电动汽车供电系统的组成与原理:组成
纯电动汽车电力驱动系统主要由电子控制器、驱动电动机、电动机逆变器、各种传感器(加速踏板位置传感器、制动踏板开关、转向盘转角传感器等)、机械传动装置(变速器和差速器)和车轮等组成。


电动汽车供电系统的原理:
能够将动力电池输出的电能转换为车轮上的机械能,驱动电动汽车行驶,并能够在汽车减速制动时,将车轮的动能转化为电能充入动力电池,是电动汽车的关键组成部分。它以驾驶人的操作(主要是以加速踏板位置的操作)为输入,经过驱动系统电子控制器的变换后,输出转矩给定值提供给电动机逆变器,电动机逆变器控制驱动电动机的输出转矩,从而使电动汽车以驾驶人预期的状态行驶。当电子控制器同时收到制动和加速信号,则以制动信号优先。其中,最关键的是电动机逆变器,电动机逆变器的主要功能是调节动力电动机和动力电池之间的电流频率和幅值,使其达到匹配,将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机,将电能转换成机械能,电动机输出的转矩经传动系统驱动车轮,使电动汽车行驶。
对于电动汽车不仅仅对环境有相当好的保护,更重要的就是在买电动汽车的时候还可以得到一大部分的优惠政策。

⑧ 纯电动汽车的驱动系统由哪些部分组成

电动汽车由动力电池、底盘、车身和电器四部分组成。动力电池作为电动汽车的重要组成部分,分为电池模组、电池管理系统、热管理系统、电气及机械系统这四个主要部分。底盘由驱动电机及控制系统、行驶系统、转向系统和制动及能量回收系统四部分组成。

纯电动汽车驱动系统的组成如图7所示,主要由中央控制单元、驱动控制器、驱动电动机、机械传动装置等组成。为适应驾驶人的传统操纵习惯,纯电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。不过在电动汽车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号输入到中央控制单元来对汽车的行驶实行控制的。对于挡位变速杆,为遵循驾驶人的传统习惯,一般仍需保留,同样除传统的驱动模式外也就只有前进、空挡、倒退三个挡位,并且以开关信号传输到中央控制单元来对汽车进行前进、停车、倒车控制。

⑨ 纯电动汽车电机驱动系统有哪几部分组成

电机驱动系统主要由中央控制器、驱动控制器、电动机、冷却系统、机械传动装置等组成。

新能源汽车传动原理

随着时代的发展,新能源汽车渐渐的进入了我们的生活,在二十一世纪的今天,电动汽车又将会成为未来新能源的最终解决方案。毫无疑问,电动汽车最大的优势便是无排放污染。其次电动汽车还具有噪音低,结构简单,使用维修方便等特点。那么新能源汽车原理是什么呢?

新能源汽车原理是什么——电动汽车的心脏:电动机

新能源汽车原理是什么——电动汽车的心脏:电动机

纯电动汽车是完全用电动机来取代发动机驱动的,不少人认为电动机的动力没有发动机好,然而在先进的交流电机的驱动下,现代电动汽车的动力性甚至远远超过了不少大排量内燃机。

电动机可以在相当宽广的速度范围内高效地产生转矩,这意味着电动车甚至只需要单级减速齿轮就可以驱动车辆。

事实上,电动机驱动与发动机相比有两大技术优势:首先,发动机能高效产生转矩时的转速被限制在一个较窄的范围内(即经济运行区),因此需要变速器适应这一特性。而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效地产生转矩,这意味着电动车甚至只需要单级减速齿轮就可以驱动车辆。其次,由于高度电气化的控制系统引入,电动机实现动力输出的快速响应能力远高于发动机,这意味着电动机的响应比发动机更加灵敏。

新能源汽车原理是什么——电动车的“油箱”:电池组

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制约电动汽车发展的主要问题还是集中于电池成本较高,充电时间长,续驶里程较短。近年来,不少汽车公司和研究机构的最新研究正在逐渐弥补电动汽车的这些先天缺陷。目前镍氢电池和锂电池为不少电动车和混合动力车所使用,其中镍氢电池可快速充电,循环寿命长,同时它不存在重金属污染,也被称为“绿色电池”,但是比能量没有锂电池高。锂电池有很多种类,例如锂离子电池、锂熔盐电池、锂聚合物电池,其具备较高的能量密度,等比功率大、比能量高,非常适合作为电动车车载电池。近年来,锂电池的研究使其在寿命和稳定性方面有大幅提升,因此锂电池是未来电动车的主力电池类型。

新能源汽车原理是什么——电动车的神经中枢:电控系统

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电力驱动控制系统是电动车的神经中枢,它将电动机,电池和其他辅助系统互为连接并且加以控制。电力驱动控制系统按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。

电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置等组成。

中央控
希望对你有帮助望采纳,谢谢!

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