纯电动汽车按照驱动电机的安装位置可分为分布式驱动电机驱动和中央传动系电机驱动两种形式。分布式驱动电机驱动形式是将驱动电机直接安装在车轮上,有轮毂电机和轮边电机两种。可安装在两个前轮、两个后轮及四个车轮上,如图4-1-11所示。轮毂电机和轮边电机的控制协调难度大,成本较高。
中央传动系电机驱动系统与传统汽车的驱动布置形式相同,由电机驱动变速器、驱动轴,然后是车轮。在纯电动车中,只需配备减速器。四轮驱动车则只需配备一根前桥驱动轴,或者使用第二台电机。中央传动系电机驱动系统如图4-1-12所示。
1纯电动汽车驱动单元、高压部件布置及运行模式纯电动汽车驱动单元、高压部件主要由驱动电机(带变速器)、电动空调压缩机、PTC加热器、电机控制器(集成DC-DC、高压配电箱等)、动力电池、车载充电机以及高压电缆等组成,如图4-1-13所示。
纯电动汽车运行模式一般可分为电动驱动、再生性制动(能量回收)、外部充电等。
①电动驱动:纯电动汽车电动驱动模式相对简单,动力电池向电机控制器提供高压直流电,电机控制器内部逆变器将高压直流电转变为三相交流电,向电机供电,电机经过变速器减速增矩后驱动车辆前行,如图4-1-14所示
②再生性制动(能量回收):纯电动汽车在滑行(车辆在没有来自电机的转矩下移动)或制动时,多余的动能将通过作为交流发电机的电机转化为电能并对动力电池充电,如图4-1-15所示
③外部充电:外部充电设置充电枪连接至充电接口,将供电导入车载充电机,车载充电机再将交流电转变为直流电在动力电池管理器的配合下为动力电池充电,如图4-1-16所示。充电过程自动完成,如果在充电过程中使用用电设备,其供电将由充电机供给。
(2增程式电动汽车驱动单元、高压部件布置及运行模式。
增程式电动汽车由一个发动机和两个电机组成。发动机未配置至驱动桥的机械连接车辆仅配备电动驱动。我国相关法律将此类型的车辆也划归到电动汽车范畴,享受相应的优惠补贴。
增程式电动汽车由发动机、电机1(作为发电机使用)、电机2(作为电动机使用)电机控制器1和2、动力电池、车载充电器、充电插口、高压电缆、电动空调压缩机、PTC加热器等组成,如图4-1-7所示。
如图4-1-17所示,发动机仅驱动电机1,其作为发电机使用,并在车辆行驶时为动力电池充电。发动机以高输出和低油耗状态高效运行,使车辆行驶里程増加。
①电动驱动:动力电池电量充足时,动力电池输出直流电给电机控制器2.由电机控制器2将直流电转变为三相交流电输送给电机2,由电机2驱动车辆行驶,发动机和电机1不工作,如图4-1-18所示。
②电动驱动和充电(增程模式):当动力电池电量下降到一个临界点时,整车控制单元指令发动机起动,带动电机1作为发电机运行,为动力电池充电。此时电机2仍是推进车辆的唯一动力,也是再生性制动(能量回收)的唯一方式,如图4-1-19所示。
③车辆静止时充电:在没有外部电源对动力电池进行充电的情况下,发动机可在车辆静止时通过电机1对动力电池进行充电,如图4-1-20所示。
④外部充电:高压系统和整个驱动单元停用。动力电池通过充电接口、车载充电机和充电保护继电器充电。充电过程由系统自动监控和停止,如图4-1-21所示。
(3.燃料电池电动汽车驱动单元、高压部件布置及运行模式:
燃料电池电动汽车以氢气作为燃料,并通过燃料电池系统为电机获取电能。在燃料电池系统中,氢气转化为水产生电能,为动力电池充电或向驱动电机提供电能。燃料电池电动汽车一般不再安装发动机。
燃料电池电动汽车驱动单元及高压部件由电机、电机控制器、燃料电池系统、动力电池、高压电缆、电动空调压缩机、PTC加热器等组成,如图4-1-22所示。
①电动驱动:动力电池电量充足时,由动力电池通过电机控制器向电机提供电能,电机作为唯一动力源驱动车辆前行,如图4-1-23所示。
②电动驱动和充电:动力电池电量下降到一定的临界点时,燃料电池系统启用。氢气和空气中的氧气相互作用得到电能,为动力电池充电,并向驱动电机提供供电,如图4-1-24所示。
③再生性制动(能量回收)车辆减速和制动时,电机作为交流发电机运行,生的高压交流电通过电机控制器中的逆变器转换为高压直流电为动力电池充电,如图4-1-25所示。
