書名: 電動汽車動力系統安全性設計與工程應用作者名: 中國汽車工程學會組編本章字數: 959字更新時間: 2024-05-10 11:23:20
1.4.2 電驅動總成技術
驅動汽車行駛的機械力源主要有來自發動機輸出的機械力和電機輸出的機械力兩種,本章節講述的是基于電機作為機械力源的電驅動總成技術。
1. 電驅動總成主要技術要求
作為電動汽車的核心部件,電驅動總成的性能、效率、尺寸、重量、NVH、可靠性等直接關系到車輛性能、駕駛體驗甚至是整體效率。
由于電機工作的高效區覆蓋范圍遠優于內燃機高效區范圍,以及電機自身的啟動力矩大、轉速范圍廣、可反轉的驅動特性優點,變速器僅需單檔或雙檔即可實現燃油汽車多檔變速器的輸出特性。
電驅動總成集成化具有降低成本、提高效率、便于整車布置等諸多優勢;部件工藝優化,例如扁線電機、SiC模組替代、油冷電機應用等,可實現降本增效。
2. 電驅動總成的電機種類
電驅動總成的主流電機應用為永磁同步電機和交流異步電機。
永磁同步電機以永磁體提供勵磁,使電機結構較為簡單,降低了加工和裝配成本,且省去了集電環和電刷,提高了電機運行的可靠性;又因無需勵磁電流帶來的勵磁損耗,提高了電機效率和功率密度。缺點是磁鋼存在退磁問題,造價也較高。
交流異步電機相比永磁電機,由于勵磁源不是永磁體,因此異步電機可工作在較高溫度下,不需要考慮退磁的風險,且成本相對較低,此外不工作時的拖滯阻力較小。缺點是由于轉子繞組需要勵磁,耗電量較大,增加了銅耗,整體效率較低。
目前市場上的電動汽車都配置了永磁同步電機作為主驅應用;對于部分四驅車型,為降低整車綜合能耗,也有采用交流異步電機作為輔驅應用,并逐漸成為四驅車型動力系統選型的趨勢。
3. 電驅動總成集成化
將電機、電機控制器和變速器集成在一起,可以減少殼體用料、線束及插接器,從而節省布置空間、減輕重量、降低成本;動力總成集成化,不僅提高了系統效率,還降低了供應商層面的管理成本、溝通成本,也減少了原有分散采購帶來的配套成本等。
隨著集成化程度的逐漸深化,動力總成從簡單的部件拼接,向著一體化設計融合發展。電機和減速器作為動力輸出模塊,其內部的零部件和結構設計也在變化,例如殼體共用、電機輸出軸和變速器輸入軸共用等。
與此同時,整車電壓電控的相關模塊,例如車載充電機(On Board Charger,OBC)、DC/DC變換器、電壓分配單元(Power Distribution Unit,PDU)等也向集成化發展,出現獨立的三合一電源總成(集成OBC、DC/DC變換器、PDU),以及與電機、電機控制器、變速器等集成的五合一動力總成、八合一動力總成等。