新能源汽车驱动电机减速机构结构与原理

岳峰越野啊 2024-07-26 00:44:16

与混合动力汽车和传统燃油汽车相比,纯电动汽车驱动单元结构更简单,没有混合动力汽车驱动单元内部需要兼顾内燃机与电力驱动两个动力的复杂联结结构。

纯电动汽车驱动单元通常包括一个大功率的驱动电机和用于将电机进行减速的齿轮减速机构,或者其他形式的减速齿轮机构。同时根据驱动单元的设计不同,有的车辆驱动单元还得有差速机构。

纯电动汽车驱动电机减速器

电机的转速—转矩特性非常适合汽车驱动的需求,纯电动模式下,汽车的驱动系统不再需要多档位的变速器,驱动系统结构得以大幅简化。

减速器介于驱动电机和驱动半轴之间,驱动电机的动力输出轴通过花键直接与减速器输入轴齿轮连接。

一方面减速器将驱动电机的动力传给驱动半轴,起到降低转速增大转矩作用,另一方面满足汽车转弯及在不平路面上行驶时,左右驱动轮以不同的转速旋转,保证车辆的平稳运行,动力传递路线如下图所示。

典型混合动力汽车驱动系统

比亚迪 DM 系统

DM 是“双模”(Dual Mode)缩写。如果将纯电动简称为 EV,混合动力简称为 HEV,则比亚迪 DM 电动汽车是 EV+HEV ,简言之就是可充电的混合动力电动汽车。

DM 二代技术是比亚迪在 DM 一代技术(搭载于 F3DM)基础上,整合目前比亚迪最先进技术—涡轮增压缸内直喷发动机(比亚迪称之为 Ti 发动机)、双离合变速器、高转速电机、集成电机控制器、分布式电源管理系统、高性能动力电池等,在发动机、电机、电控、电池等方面集中优化的成果。

动力系统搭载涡轮增压缸内直喷发动机、6 速双离合变速器以及 26A·h 容量的电池组合,高压系统电压提升至 500V,比亚迪秦 DM 双模混动系统组成如下图所示。

DM 系统工作模式

EV 纯电动模式。在此模式下,动力电池提供电能,供电机驱动车辆,可以满足各种工况行驶,如起步、倒车、怠速、急加速、匀速行驶等。EV 纯电动模式如下图所示。

HEV 稳定发电模式。当电量不足时,系统从 EV 纯电动模式自动切换到 HEV 稳定发电模式,使用发动机驱动,在车辆以较稳定的速度行驶时,发动机输出的一部分转矩驱动电机进行发电,对动力电池进行充电HEV 稳定发电模式如图所示。

HEV 混动模式。用户从 EV 纯电动模式切换到 HEV 混动模式后,车辆由发动机和电机共同驱动,实现了最佳的动力性,但仍能保证混合动力系统具有良好的经济性。HEV 混动模式如下图所示。

发动机驱动模式。当电量不足或高压系统故障时,可单独使用发动机驱动,实现了高压系统的独立性。发动机驱动模式如图所示。

能量回馈工作模式。车辆减速时,电机将车辆需要的动能转化为电能储存在动力电池内,DM 二代的反馈效率比一代更高。能量回馈工作模式如下图所示。

大众插电式混合动力车型

大众途观 L PHEV、帕萨特 PHEV 车型动力系统采用 EA211 1.4T 涡轮增压发动机、6速湿式双离合变速器、最大功率 85kW 的永磁同步电机的组合形式。驱动电机安装在发动机与双离合变速器之间。使用分离离合器 K0 连接和断开驱动电机与内燃机。大众途观 L PHEV、帕萨特 PHEV 车型驱动系统组成如下图所示。

大众途观 L PHEV、帕萨特 PHEV 车型驱动系统结构如图所示,驱动系统包括三组湿式膜片式离合器(两组行驶离合器和一组分离离合器)。两组行驶离合器 K1 和 K2将驱动电机与两个分变速器连接到一起。

丰田 THS-Ⅱ系统

丰田混合动力系统 -Ⅱ(THS-Ⅱ)采用行星齿轮式复合齿轮机构加双电机的驱动模式。

具有以下典型特征:

采用了带有转换器的逆变器总成为 MG1(电动机 / 发电机)和 MG2(电动机)提供系统电压。

电机减速行星齿轮机构的目的是降低电机转速,用来使高转速、大功率的 MG2 适合混合动力传动桥内的动力分配行星齿轮机构进行动力分配。丰田 THS-Ⅱ零部件组成如下图所示。

丰田 THS-Ⅱ传动桥结构如图所示。该混合动力传动桥主要由 MG1 和 MG2、复合齿轮机构(含有电机减速行星齿轮机构和动力分配行星齿轮机构)、中间轴齿轮机构以及差速器齿轮机构组成。

该传动桥具有三轴结构:复合齿轮机构、MG1 和 MG2 位于主轴上,中间轴从动齿轮和减速主动齿轮位于第二轴上,差速器齿圈和差速器齿轮机构位于第三轴上。

复合齿轮机构中每个行星齿轮机构的齿圈与复合齿轮整合在一起,复合齿轮与中心轴主动齿轮和驻车档齿轮整合在一起,如图所示。

复合齿轮机构零件连接见表

该传动桥发动机和 MG2 产生的原动力经过减速齿轮传到复合齿轮机构的中心轴主动齿轮、中间轴从动齿轮、减速主动齿轮,然后传输到差速器齿轮机构,以驱动前轮,如图所示。

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岳峰越野啊

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