【干貨】電動汽車主要驅(qū)動方式對比

電動汽車作為一種工業(yè)產(chǎn)品，以電池為主要能量源，動力源全部或部分由電動機(jī)提供，涉及機(jī)械、電力電子、通信、嵌入式控制等多個學(xué)科領(lǐng)域。電動汽車與傳統(tǒng)汽車相比，能量源、驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了極大的改變。根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置的不同，電動汽車可分為兩種：單電機(jī)集中驅(qū)動型式電動汽車(簡稱集中驅(qū)動式電動汽車)和多電機(jī)分布驅(qū)動型式電動汽車(簡稱分布式驅(qū)動電動汽車)。

1、傳統(tǒng)集中式驅(qū)動結(jié)構(gòu)類型

集中驅(qū)動式電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的驅(qū)動結(jié)構(gòu)布置方式相似，用電動機(jī)及相關(guān)部件替換內(nèi)燃機(jī)，通過變速器、減速器等機(jī)械傳動裝置，將電動機(jī)輸出力矩，傳遞到左右車輪驅(qū)動汽車行駛。集中驅(qū)動式電動汽車操作實現(xiàn)技術(shù)成熟、安全可靠，但存在體積較重，效率相對不高等不足。隨著純電動汽車技術(shù)研究的深入，純電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)也逐漸由單一動力源的集中式驅(qū)動系統(tǒng)向多動力源的分布式驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展。圖1.1為電動汽車不同驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1.1(a)為單電動機(jī)集中驅(qū)動型式，由電動機(jī)、減速器和差速器等構(gòu)成，由于沒有離合器和變速器，可以減少傳動裝置的體積及質(zhì)量。圖1.1(b)也為單集中驅(qū)動型式，與發(fā)動機(jī)橫向前置前驅(qū)的內(nèi)燃機(jī)汽車結(jié)構(gòu)布置方式相似，將電動機(jī)、減速器和差速器集成一體，通過左右半軸分別驅(qū)動兩側(cè)車輪，該布置型式結(jié)構(gòu)緊湊，多用于小型電動汽車上。圖1.1(c)為雙電機(jī)分布驅(qū)動型式，兩個驅(qū)動電機(jī)通過減速器分別驅(qū)動左右兩側(cè)車輪，可通過電子差速控制實現(xiàn)轉(zhuǎn)向行駛，以取代機(jī)械差速器，該驅(qū)動方式為目前研究的熱點。圖1.1(d)為輪轂電機(jī)分布式驅(qū)動型式，電動機(jī)和固定速比的行星齒輪減速器安裝在車輪里面，省去傳動軸和差速器，從而使傳動系統(tǒng)得到簡化。該驅(qū)動方式對驅(qū)動電機(jī)的要求較高，同時控制算法也比較復(fù)雜。

2、分布式驅(qū)動電動汽車結(jié)構(gòu)類型

分布式驅(qū)動電動汽車按照動力系統(tǒng)的組織構(gòu)型不同可分為兩種：電機(jī)與減速器組合驅(qū)動型式，輪邊電機(jī)或輪轂電機(jī)驅(qū)動型式。

(1)電機(jī)與減速器組合驅(qū)動型式

在該驅(qū)動型式中，電機(jī)與固定速比減速器連接，通過半軸實現(xiàn)對應(yīng)側(cè)車輪的驅(qū)動，由于電機(jī)和減速箱布置在車架上，因此在現(xiàn)有車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，稍加改動，該驅(qū)動型式即可推廣應(yīng)用。圖2.1中的兩種電動汽車均采用該驅(qū)動型式。其中，圖2.1(a)為北京理工大學(xué)研發(fā)的具有防滑差速功能的雙電機(jī)分布式驅(qū)動車輛結(jié)構(gòu)示意圖；圖2.1(b)為美國特斯拉公司推出的Tesla Model S型電動汽車及結(jié)構(gòu)示意圖。圖2.1(c)德國的奧迪R8e-tron純電動跑車，采用四臺異步電動機(jī)分布式驅(qū)動，百公里加速僅4.8s。

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