电驱系统,也叫电驱动系统,一般由电机、传动机构和变换器组成。 (1)电机。 电机( Electrical Machine),有两种类型,一种是把电能转换为机械能的装置,称为电动机( Motor),另一种类型是把机械能转换为电能的装置,称为发电机( Generator)无论是电动机还是发电机,两者都在汽车上有广泛应用。在电驱动系统中,电机一般都是指电动机,也叫驱动电动机,主要作用是把储存到动力电池的电能转换为机械能,为电动汽车提供前进的动力。 电动机主要由定子和转子两部分组成,分为直流电动机和交流电动机两种大的类型。 对电动汽车来说,驱动电动机需要满足宽调速范围、快速响应、轻量化高效率、能量回收、高可靠性、安全性、成本可持续降低等要求。目前电动汽车常用的电动机都是交流电动机,其中三相感应异步电动机(下图)和永磁同步电动机是用得最多的两种。
(2)传动机构:
传动机构指的是将电动机输出的转矩和转速传递到汽车的主轴上,从而驱动汽车行驶的机构,主要包含减速器和差速器的两个部件。
差速器的主要作用是汽车转弯时使得两侧车轮转速不同,无论是电动汽车,还是燃油汽车,部件都是一样的。
减速器一般由高速轴承和不同齿数的齿轮组成,通过输入轴上齿数少的小齿轮,啮合到输出轴上齿数多的大齿轮,达到减速和增大转矩的目的。大小齿轮的齿数之比,就是传动比。
实际上,作为动力传递机构,减速器早已广泛应用在各种机械的传统系统中。
电动汽车的减速器可以看成燃油汽车的变速器,由于电动机本身具有足够宽度的调速性能,因而减速器一般都是固定传动比的单级减速器,也就是只有一个挡位的变速器。下图所示为某电动汽车减速器的内部构造,可以看到是一个相对简单的机构。
(3)变换器:
变换器( Convertor/ Converter)指的是使电气系统的一个或多个特性(电压、电流、波形、相数、频率)发生变化的装置。
对电动汽车来说,主要包含逆变器( Inverter)和DC/DC变换器两个器件。
其中,逆变器的主要作用是将电池的直流电转换为交流电输出以驱动电动机,将电能转变成机械能驱动电动汽车行驶。逆变器直接关系到驱动电动机运行的可靠性和高效性(图2.10)。
逆变器的核心器件是IGBT模块。DCDC变换器可以将直流电源电压转换成任意直流电压,主要用于直流高低压转换,例如把动力电池的高压电(大于400V)转换为低压电,为多媒体系统、空调等设备(12V)供电。
