本文章将对电动汽车驱动方式优缺点技术分析和一些传动链短的好处的题进行详细解,希望对各位都有所帮助。
与传统汽车相比,电动汽车具有能量转换效率高、噪音低、零排放等优点。同时,由于电动机的负载能力和宽调速特性,还有离合器、变速箱等机械装置。可拆卸,简化结构,易于维护。如今,在能源和环境双重题的推动下,世界主要汽车生产国都在以前所未有的力度发展电动汽车产业,科研人员也获得了电动汽车研发的巨大机遇。因此,电动汽车正在开创汽车产业新格局,将成为汽车产业发展的主要方向。
驱动电机是电动汽车的关键部件,对电动汽车的产量、经济效益和安全性有着重要影响。然而,汽车驱动电机与其他工业电机不同。电机驱动系统不仅受车辆结构尺寸的影响,还必须满足复杂工况下的运行条件[3-5]。因此,驱动电机除了具有效率高、质量小、功率密度高、体积小、可靠性好、成本低等特点外,还必须能够适应频繁的起动、停车、爬坡、加减速工况。这就要求驱动电机具有较宽的调速范围和较高的过载系数,以满足汽车低速或升速时大扭矩、高速和低扭矩的性能要求[6]。
1驱动方法介绍
根据电动汽车驱动电机的位置不同,电动汽车的驱动方式可分为单电机集中驱动和多电机分布式驱动。分布式驱动可分为轮毂电机驱动和轮毂电机驱动。
11集中驱动
集中驱动接近传统的汽车结构,采用电动机代替内燃机,通过传动系统将其传递给驱动轮来驱动汽车。对传统汽车结构进行一定改造,具有运行技术成熟、安全可靠的优点。但其底盘结构相对复杂、内部空间小、体积大、传动效率低、控制复杂等缺点。
如图1[7]所示,集中式驱动器常见的传输方式有3种图1a示出了使用离合器的变速器模式,使用该模式的纯电动汽车变速器通常起到在换档时切断动力并减少换档冲击的作用。离合器通过传动轴将驱动电机与固定速比减速器连接,有利于减轻传动系统的质量和传动单元的体积,增加车内空间。合并了图1c中的传输方法。驱动电机、变速器和差速器分别通过左右半轴驱动相应的侧轮,结构紧凑,适合小型车使用。
12个分布式驱动器
分布式驱动将多个电机集成在车轮边缘或车轮边缘附近,以将动力传输到这些车轮。具有传动传动链短、传动效率高、结构紧凑等突出优点。电动机是汽车的信息装置和快速响应的控制执行器。通过独立控制电机的驱动/制动扭矩,可以轻松实现多种动态控制功能。根据电机位置和传动方式可分为轮边电机驱动和轮毂电机驱动两种。
121轮电机驱动
轮边电机驱动是在副车架驱动轮旁边安装一个驱动电机,带或不带减速器直接驱动相应的侧轮,如图2[7-8]所示。采用减速器的驱动方式是将电机与固定速比的减速器连接,通过半轴实现对相应侧轮的驱动。这是从集中驱动向轮毂电机驱动过渡的一种形式。
在图2中,两个电机分别通过各自的侧减速器驱动各自的侧轮。每个电机的速度均可独立调节和控制。采用电子差速器实现左右半轴差速。驱动轮力可以更精确地控制。
轮毂电机驱动的车辆传动链条和传动空间进一步减小,底盘机械结构更加简单,整车质量减轻,布局更加合理,可提高传动效率。2015年日内瓦车展上亮相的奥迪R8e-tron,采用双永磁同步电机驱动,可在较宽的速度范围内保持95度的效率,最大扭矩为920牛米,能够从0开始的加速度。百公里加速时间为39秒,最高时速可超过250公里/小时。
122轮毂电机驱动
轮毂电机驱动是最先进的电动汽车驱动技术,它在车轮内部安装两个、四个或更多电机直接驱动车轮,俗称电动轮,特别适用于纯电动汽车。最大的特点是,将动力、传动、制动系统集成到轮毂中,大大简化了电动汽车的机械部分。
图3比较了传统汽车和轮毂电机驱动的电动汽车的底盘。如图3所示,轮毂电机驱动完全省去了离合器、变速器、差速器、半轴等传动系统部件,简化了底盘结构,提高了传动效率,腾出了更多的车内空间,减轻了重量整车布局合理,轻松实现底盘的智能化、电气化控制。根据有无减速机构,轮毂电机驱动可分为直接驱动和减速驱动[9]。
直驱电机的外转子直接机械连接至轮毂,无需任何减速结构。也称为外转子轮毂驱动,如图4a[7]所示。电机最高转速一般为1500r/min左右,轮速与电机相同。其优点是体积小、重量轻、成本低、驱动结构紧凑、电机传动效率高。但起步、爬坡等重负载需要扭矩和大电流,很容易损坏电池和永磁体。因此,要保证足够的启动扭矩和良好的动力性能,对电机的要求较高,通常采用低速外转子永磁同步电机。
减速驱动器是安装在电机和车轮之间的固定比率减速器,用于降低速度并增加扭矩。减速装置一般采用行星齿轮减速装置,传动比约为101,可以保证汽车在低速时获得足够的扭矩,如图4b[7]所示。随着更紧凑的行星齿轮减速器的出现,内转子轮毂电机在功率密度方面将比低速外转子类型更具竞争力。为实现更高的功率密度,适应现代高性能电动汽车的运行要求,所用电机的最高运行转速可达10000转/分钟以上。对电机的其他性能无特殊要求。普遍采用高速内转子永磁同步电机。输出功率减慢,扭矩增加,驱动轮毂,推动汽车前进。该电机体积小、重量轻、高速时比功率高。车辆减速增扭矩后爬坡能力好,能够保证车辆低速行驶时扭矩大而稳定。但其结构相对复杂,簧下质量对车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性影响较大。
2驱动性能及应用分析
21驱动器性能分析
表1为电动汽车不同电机驱动方式的性能对比。这直观地反映了电动汽车根据各种驾驶模式的传动效率、经济性和操控稳定性。结合表1和上述电机驱动方式可以看出,集中驱动与传统内燃机汽车类似。它具有传统内燃机汽车传动系统部件数量多、成本高、传动效率低等缺点。复杂的控制。轮边电机驱动与集中驱动相比,传动链条较短,更加经济,车体内部空间利用率较高,制动能量反馈损失较小,传动效率不如轮毂电机高驾驶。
轮毂电机驱动方式完全取消了传动部件,将电机、悬架系统、制动系统同时放置在轮辋上,使整车结构紧凑,重心降低,行驶稳定性提高。轮毂电机、动力电池和控制器通过线束连接(见图3b)。车内空间布局更加灵活,车内地板降低且底盘平坦,增大空间,提高乘坐舒适性。同时,各个轮子的运动相互独立,没有机械联系。计算机和电机控制系统可以根据车辆的行驶条件快速优化并准确分配车轮驱动力和制动力。促进线控转向、ABS、TCS、ESP等功能的实现,使汽车转向灵活、动态性能可靠,提高操纵稳定性。另外,轮毂驱动可实现电制动、机电复合制动和制动能量反馈,能耗低、制动能量回收率高,能量转换效率可达90[10]。
轮毂电机驱动汽车的性能优势突出,但由于轮毂电机、制动系统、甚至悬架系统都同时集中在车轮上,导致汽车的簧下质量和转动惯量显着降低。车轮旋转时增加,这增加了车辆的垂直方向。振动幅度还会影响轮胎的附着力,无助于车辆的控制,降低车辆的平顺性和舒适性。2008年,米其林推出了配备两台电动机的主动轮毂,其中一台向车轮输出扭矩,另一台用于控制主动悬架系统,提高了舒适性、操控性和稳定性。
22未来发展分析
轮毂电机驱动具有其他驱动方式无法比拟的性能优势。虽然目前还没有成熟的轮毂驱动汽车产品应用,但轮毂驱动作为一种新型的先进驱动方式,是当前电动汽车领域的重点和热门技术之一。国内外车辆研究。
以下是轮毂电机驱动研究的一小部分。文献[11]使用电机质量来控制非簧载质量引起的垂直振动的负面影响。特殊的电机设计,将电机转变为减振器。定子质量转换为簧下质量。文献[14]将轮毂电机的定子质量从非簧载质量转换为簧载质量。阻尼机构与悬架系统并联;文献[15]提出了将整个电机质量用作弹簧质量的解决方案,即在直接驱动轮毂电机的电气系统中,直接使用电机质量。我们开发了一种适用于具有减振质量的轮毂电机的方法,无需添加另一个质量块。电动汽车专用悬架和转向系统,包括双臂前悬架系统和扭杆后悬架。系统和机械转向系统。
综上可见,科研人员正在针对轮毂电机驱动的缺点进行各种改进和研发,如开发高扭矩轮毂电机、智能底盘集成与控制、车身轻量化等。技术。我们相信非弹簧质量对车辆性能的影响等核心技术将逐步解决轮毂电机直驱的各种缺陷和不足,探索新的合理手段,充分利用直驱的优势。这是驱动轮毂电机将其变成电动汽车的终极驱动方法。
3结论
通过对电动汽车各种驱动方式的性能分析发现,采用轮毂电机驱动的电动汽车结构最紧凑,内部空间利用率最高,重心低,行驶性能优异。它在维护成本、安全性、大扭矩驱动等方面具有其他驱动方式所不具备的优势,满足当今电动汽车驱动电机的发展要求。我们的目标是小型化、高功率密度和高可靠性。虽然轮毂电机直驱仍存在一定的缺点,技术尚未成熟,但这并不能阻止其成为未来驱动电动汽车的首选。
参考
[1]柴海波,颜志国,邝明伟,等。电动汽车驱动电机发展现状[J]微特电机,2013,4152-57
[2]周凤军基于两层架构的分布式驱动电动汽车综合控制策略研究[D]北京北京理工大学,2014
[3]刘金峰,张学义,胡建龙电动汽车驱动电机的发展前景[J]农业装备与车辆工程,2012,50:35-38[4]SantiagoJ,BernhoffH,EkergrrdB,etal.商用纯电动汽车中电机驱动线的综述[J]IEEETransVehTechnol,2012,61:475-484
[5]刘刚电动变速汽车开关磁阻电机驱动与控制系统研究[D]北京北京科技大学,2015
[6]王成元,夏家宽,孙一彪现代电机控制技术[M]北京机械工业出版社,2010
[7]徐伟,张若平电动汽车传动方式选择[J]汽车工程师,201454-56
[8]刘浩,钟在民,景辉,等.分布式驱动电动汽车轮毂电机传动系统动态特性仿真[J]汽车工程,2014,36:597-607
[9]何仁,张瑞军轮毂电机驱动技术研究与进展[J]重庆科技大学学报
FPT直驱电机是一种能够高效、精准换挡的直驱电机,广泛应用于各个领域。
该类电机具有传动链短、传动比大、响应速度快、输出扭矩大、噪音低、可靠性高、使用寿命长等优点。此外,直驱电机无需中间传动环节,减少机械磨损和故障,提高系统稳定性和可靠性。
在制造、航空航天、医疗器械、新能源等领域,FPT直驱电机具有广泛的应用潜力。因此,从性能和应用上来说,FPT直驱电机是一种优秀的传动方式,具有广阔的发展前景和市场需求。
一、凸轮轴布置形式可分为哪三种?
有顶部、中间和侧面三种形状。
1、目前应用最广泛的方法是与液压支架相结合,这样可以调节气门间隙并自动改变气门行程,而且还可以将气门直接放置在燃烧室上方,以利于成型。充满能量的进气漩涡。主要优点运动部件少,从凸轮轴到气门的传动链条短,整个机构刚性高,适合高速发动机。主要缺点凸轮轴与曲轴之间的传动距离较长,常用齿形带传动或链条传动。
2.中置凸轮轴、气门和摇臂与顶置凸轮轴类似,但需要更长的推杆来驱动摇臂,增加了故障机会。与下置凸轮轴式相比,推杆减少,减少了配气机构的往复质量,增加了机构刚性,更适合高速发动机。
3、由于该装置的气门必须放置在气缸的一侧,因此从根本上消除了无助于进气的侧装凸轮轴。主要优点凸轮轴更靠近曲轴,通常由一对齿轮驱动。主要缺点运动部件较多,从凸轮轴到气门的传动链条较长,整个机构刚性较差,主要用于低速发动机。
二、40A-2传动链条什么材质好?
链条通常由金属制成。
1、链条包括四大系列传动链条、特殊特种链条等。
2.一系列链环或环(通常是金属)用于阻碍交通走廊的链状物体,例如街道、河流或港口入口。
3、链条可分为短节距精密滚子链、重型弯板滚子链、板式链条和高强度链条。
链条日常维护
1、链轮安装在轴上必须无倾斜、晃动。同一传动总成中两个链轮的端面必须在同一平面上。链轮中心距小于0.5m时,链轮中心距大于0.5m时,允许偏差为1mm。0.5米,允许偏差2mm。
然而,链轮齿侧面的摩擦是不允许的。如果两轮之间的偏移太大,链条很容易断裂,磨损也会加速。更换链轮时,要注意检查和调整偏移量。
2、链条的松紧度要合适。链条太紧会增加耗电量,链条太松则容易脱落。链条的牢固度如下提起或压下链条中心,两链轮中心距约为2-3厘米。
3、新链条如果太长或使用后被拉长,调节起来会很困难,所以可以根据情况去掉链节,但必须是偶数。链节必须穿过链条的背面,并且锁定部分必须插入外侧,锁定部分的开口背向旋转方向。
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