[發明專利]電動車驅動系統

有效

• 申請號: 200610162299.6
• 申請日: 2006-12-19
• 公開（公告）號: CN101204924A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 任毅;王傳福;陳廣全;郭松岳;秦麗軍;羅如忠;羅紅斌
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B60K17/00
• 分類號: B60K17/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;徐曾美

技術領域

本發明涉及一種電動車驅動系統。

背景技術

隨著人們對環境和能源問題的重視，電動汽車作為一種無污染的綠色交通工具得到國際上的廣泛重視。我國也將其發展列入了汽車工業的發展重點。電動汽車要求電動機在穩定運行時電流較小，在滿負荷運行的情況下要求啟動力矩較大。從蓄電池的容量而言要求電動機的比功率、比轉矩和效率都盡可能的高。為使整車性能達到最佳匹配，還要求電動機功率必須滿足整車的動力性，滿足最高車速、爬坡、滿載加速等性能要求。電動汽車的電動機存在高速運轉時扭力下降的問題。本發明主要針對這一問題提供解決方案。

在《公路與汽運》雜志2001年6月第3期中，名稱為《電動汽車驅動系統設計方案的探討》的文章中披露了如下4種電動汽車傳動方案。

1機械傳動設計方案

除了用驅動電動機及控制系統取代傳統發動機外，電動汽車的傳動方案及組成與普通汽車相同，驅動系統仍由變速器、傳動軸、主減速器、差速器及半軸等組成。初期的電動汽車采用機械傳動方案，因變速器擋位多，這種驅動系統適合轉速高、輸出轉矩小、控制技術簡單的驅動電動機，以滿足電動汽車在不同工況下的運行要求。這種方案的優點是設計周期短、可直接采用普通汽車底盤的構造，造價低。缺點是零部件多、電動汽車總質量大、傳動效率低，因此不能滿足電動汽車整體設計和使用性能的要求，現已逐漸被其它驅動系統所取代。

2機電集成式傳動設計方案

該驅動系統由電動機與驅動系統直接組合集成在一起，由單級減速器、差速器、半軸等組成。單級減速器可選用2K-H型雙排式的行星齒輪組，其傳動比為8～16。在確定傳動比時，要根據驅動電動機調速變矩的范圍與電動汽車的最大驅動力、最大轉矩的設計要求在8～16之間進行選擇。行星齒輪組減速器與定軸式減速器相比，具有尺寸小、質量輕、轉動平穩、結構緊湊、抗沖擊和振動能力強、壽命長的優點。為取得顯著的潤滑效果，對減速器、差速器的集成件不宜采用飛濺潤滑，而應選擇在集成件的殼體內安裝機油泵和設置油道來潤滑各零部件的設計方案。由于沒有傳動軸，這種傳動機構緊湊，便于布置其它系統的部件。缺點是機電集成在一起給維修帶來不便，另外還使汽車通過性能變差。總傳動比不大的電動汽車應優先考慮這種設計方案。按集成型式的不同，該驅動系統有兩種結構：一種是驅動電動機輸出軸直接與驅動系統連接，驅動電動機輸出軸軸線與驅動橋軸線垂直，旋轉方向需要通過圓錐齒輪改變90°；另一種是驅動電動機輸出軸是空心的，有一根半軸安裝在空心軸內，其一端與半軸齒輪內花鍵連接，另一端通過螺栓與驅動輪輪轂連接或通過等速萬向節與轉向輪連接，由于驅動電動機是橫置的，所以無需改變動力傳遞方向。后者比前者更緊湊，但要求零件強度、剛度大，加工與裝配精度高。

3電動橋傳動設計方案

在驅動橋內安裝兩部驅動電動機，并在輸出齒輪之間安裝差速器。電動汽車直線行駛時，兩部驅動電動機通過半軸分別驅動兩側車輪同步轉動，此時差速器不起作用。在轉彎時差速器起作用，左、右驅動輪差速轉動，使汽車順利轉彎。在驅動電動機輸出功率相同的情況下，雙電動機的外形尺寸比單電動機小得多。另外，電動橋驅動系統結構緊湊、傳動效率比機電集成式驅動系統高，有利于整車的結構設計與布置。但對驅動電動機轉速與轉矩變化范圍要求較寬，使它對驅動電動機及控制技術比機電集成式驅動系統的要求高，從而增加了制造成本。同時由于電動機都集成在橋殼內，給電動機維修帶來困難。

4電動輪傳動設計方案

在轉向時通過角度傳感器測量轉向角，經電子控制器計算、判斷后控制驅動電動機轉速與轉矩，使兩側電動輪以不同的轉速旋轉。驅動電動機應選擇盤式電動機，因為它除了散熱性好、轉動慣量小、具有良好的快速反應性能外，軸向尺寸小，能與輪轂形狀相適應，無需占據輪轂以外的空間，使電動輪的結構緊湊。采用這種設計方案的優點：沒有傳動軸、差速器、半軸等傳動件，使傳動效率高、車輛總質量輕、可利用的空間大，便于底盤其它系統機件布置與安裝，有利于車輛改裝與變型；沒有驅動橋，離地間隙大，車輛通過性好。但要求驅動電動機的起動、加速、爬坡、重載等工況要與車輛運行工況相適應，使控制技術難度大。目前可通過盤式永刷無磁交流同步電動機、開關磁阻電動機(SR)及其相應的控制技術解決電動輪的技術難題。這些驅動電動機的結構簡單，但控制技術復雜，設備價格昂貴，使驅動系統造價比其它類型高。