新能源汽车的驱动与传动系统概述.docx

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1、新能源汽车的驱动与传动系统概述1驱动系统1.1 电动汽车驱动系统的发展现状：电机驱动系统是电动汽车关键技术。在电动汽车发展的初期,电动机普遍采用有刷直流电动机变速驱动。随着交流电动机控制技术的发展和大功率电子器件的应用,交流电机驱动系统成为电动汽车驱动的主流,并发展出了一系列的控制技术,如调速、矢量控制和直接转矩控制等。在高性能永磁材料的支持下,永磁同步电动机和无刷直流电动机也被采用,因其具有较高的功率密度，且体积小、重量轻、效率高，被认为在电动汽车中具有良好的应用前景。电机驱动系统的发展方向可归纳为以下几个方面：由有刷直流电动机驱动向无刷直流电机、交流电机方向发展,如永磁无刷电动机和开关磁阻

2、电动机。向电动机与驱动器、控制器集成的机电一体化方向发展,构成智能化的驱动控制系统。由单个电动机驱动向两个电动机驱动发展,进而向四轮独立驱动方向发展。电动机、驱动器、控制器、电池均由微机集成控制,实现电动汽车的电子化。电驱动控制技术的发展方向是围绕实现驱动控制系统宽调速、宽力矩变化,并以整个工况下的高效率工作来确定。目前,电动汽车驱动系统还需重点研究的问题主要有电动汽车动力总成的集成化电机控制策略研究,电机工作效率优化能源存储系统的控制策略系统失效模式分析,系统可靠性、耐久性预测与快速评估方法系统电磁兼容,环境适应性研究及实验验证,电机系统成本控制等。1.2 电动汽车驱动系统结构及关键技术电机

3、驱动系统是纯电动汽车的关键系统之一,纯电动汽车的运行性能主要取决于电机驱动系统的类型和性能。它的任务是在驾驶员的控制下,高效率地将蓄电池的能量转化为车轮的动能,驱动电动汽车行驶,或是将车轮上的动能反馈到蓄电池中。图为纯电动汽车电机驱动系统的基本构成从图中可以看出,纯电动汽车的电机驱动系统可以分为电气系统和机械系统。电气系统主要由电机和控制系统组成；机械系统主要由机械传动装置和驱动车轮组成。其中,控制系统主要包括电机驱动器、控制器及各种传感器，它的主要任务是控制电能转化的动能大小及车轮运动的轨迹。也就是说，控制系统接受来自加速踏板、刹车踏板、挡位及转向盘输出的信号，信号经过控制器处理后输入到电动

4、机驱动器，控制电动机的输入功率，实现控制电动机转速和转矩。然后电机输出的动力通过变速器传动装置传递到车轮，驱动车轮按驾驶员要求行驶。纯电动汽车驱动系统是一个复杂的系统工程,集光、电、材料等学科领域的最新技术于一体,它的理论基础是将汽车技术、电机技术、驱动技术、能源存储技术、电控电子技术和现代控制理论有机的结合起来,实现系统的集成优化。目前纯电动汽车驱动系统开发的关键技术主要有以下几个方面：关键技术蓄电池电动汽车的一次充电续驶里程和初始价格是制约电动汽车发展的两个相互矛盾的因素.提高续收里程需要增加相应的蓄电池烟，而更多的蓄电池组意味着整%餐量的增加以及初始价格提高.能量管理系统智能分配系统能片

5、，预测电动汽车能源系统的剩余能值，减速或圈动时合理地回收能量.电机霓动系统如交漉电机嵬动系统具有效率高、体积小、质量轻、免维护、可常性好、寿命K等优点.但是，其控制器校比朵，矢量控制的变频调速技术尚不成熟，控制用的大功率管数量要比直流骐动系统中的多，且易根炼，因而成本较高。驱动系统布置方式如采用机械骐动布置方式，可以通过传动系统增大电动机的转矩和实现换向，对电动机的短时过载能力要求较低,传动系统结构过于冗K,降低车辆运行效率和可喜性.系统优化通过系统优化可改善电动次千的动力性和经济性，并能分析动力性能和经济性能的各影响因素，缩短了设计同期，提高了电动汽车的性能,降低研发成本。13系统集成技术电

6、动汽车的重要研究和发展方向之一是实现高度的系统集成。(1)电驱动系统集成：将电机、控制器、变速箱集成为一体成为电驱动系统。(2)动力系统集成:：将驱动系统和电池及电源管理系统集成为一体的动力总成。(3)整车集成：将动力总成系统与整车其余控制系统集成一体，实现整车控制集成，并最终实现整车智能控制，提高整车性能。2传动系统2.1 自动变速技术自动变速技术是传动系统的关键技术之一,随着电子技术、液压技术和控制技术的迅速发展,自动变速技术不断得到发展和完善,己广泛应用于现代化汽车。目前自动变速技术在车辆上的应用主要有四种液力机械式自动变速器AT、机械式自动变速器AMT,无级变速器CVT,双离合自动变速

7、器DCT。2.2 新能源汽车中变速器的转变2.2.1 结构向简单转化在电动汽车中变速器档位减少，如内燃机驱动的公共汽车的变速器一般有5到6个前进挡，在同一台车上改为纯电动后变速器简化为4个前进挡。结构显然要简化许多，而且由于电动机已具备倒车功能，故变速器无需倒挡。电动机变速器的最大传动比一般较小，但是电动机低速衡转矩的特性较内燃机更为优越。内燃机在再低速状态下扭矩和功率都不理想，故而需要更多档位。在机电混合动力的汽车中，变速器已经简化为一个传感器或在机电混合动力的动力总成中存在楚仑传动部分。2.2.2 采用最新控制技术新能源汽车的设计起点高，自然采用最新控制技术。包括程序化的控制策略、传感器系统、中央处理器等等，因此在新能源汽车中变速器多数是自动控制的。(I)空挡：在AT及CVT中控制液力变矩器实现空挡，在新能源汽车变速器中可借助单向离合器或湿式多片离合器或其他控制手段实现空挡。(2)倒档：在某些变速器中倒档需借齿轮以改变方向，在电动汽车中则通过改变电动机旋转方向(3)前进挡：通过加速踏板控制车速，动力总成中各部件按指令工作与否或如何工作。