電動(dòng)汽車的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)研究

傳統(tǒng)燃油汽車在使用的過程當(dāng)中，會(huì)因?yàn)槿剂先紵怀浞侄a(chǎn)生大量的有害氣體，這對(duì)環(huán)境造成了極大的污染。為了更好地解決當(dāng)下日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，同時(shí)滿足人們的出行需求，電動(dòng)汽車因此應(yīng)運(yùn)而生。它以電機(jī)來驅(qū)動(dòng)車輪形式，擁有內(nèi)燃機(jī)和蓄電池這兩個(gè)動(dòng)力源，因此可以有效減少各種有害氣體的排放量。在電動(dòng)汽車研發(fā)的過程當(dāng)中，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)是十分重要的。基于此，本文從電動(dòng)汽車電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的基本要求和電動(dòng)傳動(dòng)設(shè)備在電動(dòng)汽車中的布置方式這兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究與分析。

：電動(dòng)汽車;電氣傳動(dòng)系統(tǒng);機(jī)電一體化

汽車在運(yùn)行的過程當(dāng)中經(jīng)常需要面對(duì)比較復(fù)雜的路況，它們既需要在高速公路上飛馳，又需要能夠面對(duì)上下坡、臨時(shí)超車、緊急剎車等情況，同時(shí)還需要能夠適應(yīng)雨雪等惡劣天氣。無論在什么樣的條件下，車輛在運(yùn)行的過程當(dāng)中都要承受道路的顛簸與振動(dòng)，確保駕駛?cè)伺c乘坐人的安全。對(duì)于電動(dòng)汽車來說，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)代替了傳動(dòng)燃?xì)馄嚨臋C(jī)械推進(jìn)系統(tǒng)，電池則代替了汽油來為車輛的運(yùn)行提供能源。電動(dòng)汽車需要在滿足少排放目標(biāo)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)上述的各種目標(biāo)。這對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)提出了更高的要求。

1.1對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求

基速以下比較大的轉(zhuǎn)矩需要能夠適應(yīng)車輛在運(yùn)行過程當(dāng)中快速啟動(dòng)的要求，同時(shí)還需要滿足車輛在運(yùn)行過程當(dāng)中的加速、負(fù)荷爬坡以及頻繁起停的要求。而基速以上比較小的轉(zhuǎn)矩則需要滿足恒定功率的要求，這樣才能使車輛以最高的速度在高速公路上行使，同時(shí)可以滿足車輛隨時(shí)超車的要求。

1.2對(duì)系統(tǒng)保障的要求

電動(dòng)汽車電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的操縱性能需要與司機(jī)平時(shí)的駕駛習(xí)慣相適應(yīng)，確保駕駛員在使用的過程當(dāng)中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，乘客的乘坐環(huán)境比較舒適。與此同時(shí)，當(dāng)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)失效情況的時(shí)候，能夠確保車輛運(yùn)行的安全性。比如在電壓命令信號(hào)線、電流反饋線或者位置檢測(cè)線出現(xiàn)了斷路或者斷路的時(shí)候，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)這些事故，能夠立即切斷電機(jī)的電源。從而避免引起車輛的振蕩、給駕駛員和乘客帶來不良的影響。

1.3對(duì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍內(nèi)效率的要求

為了更好地滿足車電動(dòng)汽車的實(shí)際運(yùn)行需要，電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍內(nèi)效率需要滿足一定的要求，這樣才能使電池在一次性充電之后行使更長的距離。目前電動(dòng)汽車電池的續(xù)航能力仍然是需要解決的重要問題，只有開發(fā)比能量更高的新型電池才能解決這個(gè)問題的主要辦法。與此同時(shí)，還需要進(jìn)一步減低電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的損耗率，提高能源的利用率。

1.4其他要求

為了避免在使用過程當(dāng)中出現(xiàn)頻繁維修的情況，同時(shí)也為了更好地抵抗在使用過程當(dāng)中出現(xiàn)的顛簸與振動(dòng)，電機(jī)與電控裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)該比較堅(jiān)固，體積要盡可能小、重量也要盡可能輕。與此同時(shí)，目前電動(dòng)汽車的價(jià)格還比較貴，這成為了人們購買電動(dòng)汽車的重要顧慮，因此為了解決這一問題，電動(dòng)汽車單位功率的系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格要盡量降低。

目前的電動(dòng)汽車主要有傳電動(dòng)汽車與復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)汽車這兩大類。下面對(duì)這兩種電動(dòng)汽車電氣傳動(dòng)設(shè)備的布置方式進(jìn)行分析。

2.1純電動(dòng)汽車的電氣傳動(dòng)設(shè)備的布置方式

第一是單臺(tái)電機(jī)的情況，在運(yùn)行的過程當(dāng)中主要是通過減速機(jī)與差動(dòng)齒輪來驅(qū)動(dòng)前后輪軸的。第二種是兩臺(tái)電機(jī)的情況，它們主要是共同通過減速機(jī)和差動(dòng)齒輪來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。也有二者分別驅(qū)動(dòng)減速機(jī)和差動(dòng)齒輪的情況。第三種是車輪的電機(jī)可以直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通常來說，電機(jī)會(huì)直接裝在車輪的輪箍內(nèi)，與車輪成為一體。這種情況下電機(jī)可以直接作為外轉(zhuǎn)子式，不需要減速帶。也有很多電機(jī)會(huì)作為帶減速帶的緊湊型結(jié)構(gòu)，這需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.2符合動(dòng)力電動(dòng)汽車的電氣傳動(dòng)設(shè)備布置方式

第一種是串聯(lián)復(fù)合式。串聯(lián)復(fù)合式的作用原理是電機(jī)通過減速機(jī)與差動(dòng)齒輪來驅(qū)動(dòng)前后輪軸，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與交流發(fā)電機(jī)被獨(dú)立安裝在系統(tǒng)當(dāng)中。第二種是同軸并聯(lián)復(fù)合式。電機(jī)依然是通過減速機(jī)和差動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)對(duì)輪軸的驅(qū)動(dòng)，而燃油發(fā)動(dòng)機(jī)則是通過自動(dòng)離合器與電機(jī)實(shí)現(xiàn)同軸安裝的。第三種是異軸并聯(lián)復(fù)合式。這種形式的電氣傳動(dòng)設(shè)備的前后輪軸是由不同的能源所驅(qū)動(dòng)的，在實(shí)際運(yùn)行的過程當(dāng)中可以根據(jù)情況進(jìn)行自動(dòng)交替。最后一種是小電機(jī)同軸復(fù)合式。小功率的電機(jī)會(huì)直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上，小容量的電池組可以為電機(jī)的運(yùn)行獨(dú)立供電。

總的來說，近年來各種新型電池的研發(fā)與復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)汽車的應(yīng)用推動(dòng)了電動(dòng)汽車的發(fā)展。為了更好地滿足汽車運(yùn)行的需要，為駕駛員和乘客創(chuàng)造良好的使用環(huán)境，對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展與完善是十分重要的。在布置傳統(tǒng)設(shè)備的時(shí)候，需要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的方式，為電動(dòng)汽車的運(yùn)行提供根本保障。

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作者簡介：高淑婷?女?1990.04.25?黑龍江省，研究生?講師?電氣工程