电驱动系统主要由电机、电机控制器和机械传动装置组成,它的结构形式直接影响电动汽车驱动系统的布置形式,如图4-3所示随着电动汽车技术的不断发展,电驱动系统集成化已经成为必然趋势。通过集成化,车企一方面可以简化主机厂的装配,提高产品合格率;另一方面可以大
规模缩减供应商数量,还可以达到轻量化、节约成本等目的。
三合一电驱动系统是指将电机、电控和减速器集成为一体,目前已成为电动汽车电驱动系统的主流。
1.博世( BOSCH)的电驱动系统。
德国博世公司的电驱动系统的产品系列按照设计可实现输出功率从50kW到300W、转矩从1000N·m到6000N·m不同的变形产品,用以覆盖纯电动汽车和混合动力电动汽车对电驱动系统的不同需求:可以安装在小型乘用车、越野车甚至轻型商用车上。
图4-4所示为博世的三合一电驱动系统,它由永磁同步电机、电机控制器和级减速器集成在一起。其输出功率为150kW,输出转矩为3800N·m,质量为90kg,功率密度为167kW/kg,可用于总质量7.5t以内的车型。
三合一电驱动系统将原来独立的电机、电机控制器和减速器集成到一个外壳当中,使得整个电驱动系统成本更低、体积更小、效率更高。生产成本降低的同时,其体积降低超过20%博世的三合一电驱动系统可安装于纯电动汽车、混合动力电动汽车,包括前驱或后驱,包括轿车、SUV,甚至是轻型商用车上博世的电驱动系统具有以下特点。
①高度集成化。博世充分利用其完整的产品线,进行高度整合后将电机、电
机控制器和减速器合三为一,体积上的大幅减少更能支持新能源车型紧凑的动力。
②简化冷却管路和功率驱动线缆。高度集成的另一个好处就是电机和控制器的冷却管路整合而简化了管线布置。模块内部集成大功率交流驱动母线进一步降低了线缆成本。
③平台化设计灵活,适配不同车型。它可以适应多种类型的车辆,可以安装纯电动汽车和混合动力电动汽车的前后车轴上。
吉凯恩电驱动系统可安装于纯电动汽车和混合动力电动汽车上图4-7所示是吉凯恩的双速三合一电驱动系统,两挡,两级减速,电机功率为120kW,最大输出转矩为3500N·m,每个后轮转矩可达2000N·m。
⒊采埃孚(ZF)的电驱动系统。
德国ZF公司研发的适用于小型和中型轿车的电驱动系统如图4-8所示。其驱动单元安装于车桥中部,最大输出功率为120kW,能保证在低速情况下就能输出高转矩值。
AVE130兼容蓄电池、超级电容、燃料电池或架空接触网等几乎所有传统能源方案。
4.麦格纳( Magna)的电驱动系统。
加拿大麦格纳公司的1eDT330电驱动系统如图4-14所示,主要用于纯电动汽车。其最大输出转矩为3300N·m,最大输入转矩为2320N·m(两个电机),质
量(不带油液)为150kg(包括电机),长、宽、高分别为512mm、631mm367mm,输入轴和输出轴中心距为215mm,减速比为5.50,适用电机功率为77~150kW,适用电压为300~400V。
图4-15所示为麦格纳的高集成电驱动系统(低),主要用于纯电动汽车和混合动力电动汽车,其峰值功率为76kW,最高转速为13500r/min,最大输出转矩为1600N·m,逆变器参数分别为360V、350A图4-16所示为麦格纳的高集成电驱动系统(中),主要用于纯电动汽车和混合动力电动汽车,其峰值功率为140kW,最高转速为1800/min,最大输出转矩为3800N·m,逆变器参数分别为450V、500A。
9.89(二选一),适用电机功率为15~90kW,适用电压为48~400V。
图4-19所示为麦格纳的2eDT200两挡变速器,最大输出转矩为2500N·m,最大输入转矩为200N·m,质量(不带油液)为26kg,长、宽、高分别为245mm、462mm、300mm,输入轴和输出轴中心距为188mm,减速比分别为12.06和8.61,适用电机功率为55~90kW,适用电压为300~400V,电机换挡。
5.东风德纳的电驱动桥。
东风德纳公司的eS4500刚性电驱动桥如图4-20所示,最高转速为14000r/min,峰值功率为180kW,最大输出转矩为4500N·m,应用于小型纯电动载货卡车。
东风德纳eS5700r电驱动桥如图4-21所示,功率为130kW,车轮转矩为5700N·m,质量为305kg,最大承载量为6t,车轴最大承载量为3.5t,最高车速为80km/h,适用于3级卡车。
东风德纳eS9000r电驱动桥如图4-22所示,电机功率为237kW,电机转矩为300N·m,车轮转矩为5700N·m,工作电压为400~650V,车桥质量为370kg适用于4~6级卡车。
东风德纳针对6~8t城市物流电动卡车、8m城市公交纯电动客车、7m纯电动旅游客车,推出了“四合一”结构特点的纯电动驱动桥 EP-Axle8,如图4-23所示。该电驱动桥集成了电机、减速器、传动轴、差速器等,具有传动效率高、尺寸小等特点。其中,电机峰值功率为150kW,峰值转矩为635N·m,最高转速达到8000r/min
相比普通传动系统,该电驱动系统大大减小了系统空间,更方便车辆的布局。
6.比亚迪的电驱动系统。
比亚迪公司开发的三合一电驱动系统,几乎覆盖了全部轿车对动力性和加速性的需求,如图4-24所示。
