一般的普通燃油驅(qū)動汽車主要由發(fā)動機、底盤、傳動軸及相關電氣系統(tǒng)組成。那么電動汽車呢?電動汽車主要由驅(qū)動電機、電池、電驅(qū)動控制器及相關電控設備構成,但是電動汽車其具體架構組成卻是很模糊的,本文就對電動汽車系統(tǒng)架構組成進行詳細介紹。
電動汽車的基本構造
如上圖所示,初期開發(fā)的電動汽車與現(xiàn)有的內(nèi)燃車輛相比,主要為用電動機驅(qū)動裝置和蓄電池組件替代內(nèi)燃機和燃油箱,而其他部件基本類似或保留。由于這種結構的電動汽車較重的重量、較低的靈活性和車輛性能下降等原因,已經(jīng)逐漸消失。
現(xiàn)在,隨著電動汽車行業(yè)的高速發(fā)展,其新興技術如雨后春筍般涌現(xiàn),新型結構電動汽車亦逐漸得到應用并且推向市場,其新型技術及結構的應用有效的滿足了電動汽車運行靈活性、可操作性的需求。
圖示:電動汽車架構系統(tǒng)組成
現(xiàn)代電動汽車電驅(qū)動系統(tǒng)架構組成如上圖所示,該電驅(qū)動系統(tǒng)由三個主要的子系統(tǒng)組成:
1、電動機驅(qū)動系統(tǒng)——電動機驅(qū)動系統(tǒng)由車輛控制器、驅(qū)動控制器、電動機、機械傳動裝置和驅(qū)動輪等部件組成。
2、能源系統(tǒng)——能源系統(tǒng)包含能源轉(zhuǎn)換單元、能量管理單元和能量存儲單元等部分組成。
3、輔助系統(tǒng)——輔助系統(tǒng)由功率控制單元、車內(nèi)氣候控制單元和輔助電源等部分組成。
如下圖EV新能源電動汽車結構形式,現(xiàn)在的電動汽車系統(tǒng)架構主要有上圖中幾種:
圖示:EV新能源電動汽車結構形式
C——離合器;D——差速器;FG——固定檔的齒輪傳動裝置;GB——變速箱;M——電動機
圖a——所示表明了第一種可供選擇的結構,其中電驅(qū)動裝置替代了傳統(tǒng)燃油驅(qū)動系統(tǒng)的內(nèi)燃機,它由電動機、離合器、變速器和差速器等部件組成。離合器和變速箱可由自動傳動裝置予以替代,離合器用以將電動機的動力連接到驅(qū)動輪,或從驅(qū)動輪處脫開。變速箱提供一組傳動比,以滿足不同轉(zhuǎn)速的需求。差速器是一種機械器件(通常是一組行星齒輪),當車輛沿著彎曲的路徑行駛時,它使兩側車輪以不同的轉(zhuǎn)速行駛。
圖b——所示系統(tǒng)架構借助于電動機在大范圍轉(zhuǎn)速變化中所具有的恒功率特性,可用固定檔的齒輪傳動裝置替代多速變速箱,并縮減了對離合器的需要。這一結構不僅減小了機械傳動裝置的尺寸和重量,而且由于不需要換擋,可大大簡化驅(qū)動系的控制。
圖c——所示系統(tǒng)構架類似于圖b中的驅(qū)動電動機。固定檔的齒輪傳動裝置和差速器可以進一步集成為單個組合件,而其兩側的軸連接兩邊的驅(qū)動輪,整個驅(qū)動系由此可以進一步得到簡化和小型化。
圖d——所示系統(tǒng)中機械差速器被兩個牽引電動機所替代。兩牽引電動機分別驅(qū)動相應側的車輪,并當車輛沿彎曲路徑行駛時,兩者以不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。
圖e——所示系統(tǒng)為進一步簡化驅(qū)動系,牽引電動機可安置在車輪內(nèi)。這種配置就是通常所說的輪式驅(qū)動。一個薄型行星齒輪組可用以降低電動機轉(zhuǎn)速,并增大電動機轉(zhuǎn)矩,該薄型行星齒輪組具有高減速比以及輸入和輸出軸縱向配置的優(yōu)點。
圖f——所示,通過完全舍棄電動機和驅(qū)動輪之間的任何機械傳動裝置,應用于輪式驅(qū)動的低速外轉(zhuǎn)子型電動機可直接連接至驅(qū)動輪。此時,電動機的轉(zhuǎn)速控制等價于車輪的轉(zhuǎn)速控制,即車速控制。然而,這一配置要求電動機在車輛起動和加速運行時具有高轉(zhuǎn)矩性能。
和傳統(tǒng)燃油驅(qū)動汽車相比,電動汽車噪音很低也不排放廢氣,在能量轉(zhuǎn)換效率方面也比內(nèi)燃機系統(tǒng)架構要高得多,在結構方面也要更簡單一些。綜合現(xiàn)在電動汽車領域技術應用,電動汽車所可能存在的結構形式也是多種多樣,詳細隨著技術研發(fā)及科技進步,新型的電動汽車系統(tǒng)架構也會得到推廣及應用。
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