纯电动汽车动力系统元件分析及选型

使用维修 10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.13.027

纯电动汽车动力系统元件分析及选型

古 毅

（重庆五一高级技工学校，重庆 400042）

摘 要：根据纯电动汽车驱动系统主要组成元件的性能要求，分析四种常见电动机性能、三种蓄电池类型以及多传动比和单传动比变速器，结合各自优缺点，推荐电动汽车设计时的使用类型。 关键词：动力系统

中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)13-85-03

The Component Analysis and Selection of Pure Electric Vehicle's Power System

Gu Yi

( Chongqing Wuyi Technician College, Chongqing 400042 )

Abstract: According to the performance requirements of the main components of electric vehicle driving system, this article will analyze four kinds of common motor performance, three types of battery, multiple drive ratio transmission and single drive ratio transmission. In combination with their advantages and disadvantages, and then recommend the design types of electric vehicle.

Keywords: power system

CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)13-85-03

较大的后备功率，获得良好的加速和爬坡能力，但整车的轻

前言

纯电动汽车驱动系统的元件主要有驱动电机、蓄电池、传动系组成。要合理选择元件类型，还要使所选的驱动系统各元件的参数合理匹配。

量化和集成化程度较低。

1 整车动力系统结构选型

纯电动汽车驱动能源是单一的动力蓄电池,主要有传统的四种方式，图1为传统驱动模式，也是最常用的驱动模式，一般采用该模式。

传统驱动模式如图2中所示，电机代替传统内燃机汽车的发动机，保留离合器、变速箱、传动轴和驱动桥等部件。这种布置方式有助于提高电动汽车的启动扭矩，低速时具有

作者简介：古毅，就职于重庆五一高级技工学校。

图1 传统驱动模式 图2 电机-驱动桥组合式驱动模式

电机-驱动桥组合式驱动模式如图3所示：该布置形式取消了离合器和变速器，把电机、固定速比的主减速器和差速器集成为一个整体，它通过固定速比的减速器来放大电机的输出转矩，没有可选的变速档位，也就省掉了离合器。这种布置形式虽然机械传动结构紧凑，传动效率高，便于安装，但对电机的要求较高。

2017年第13期 古毅：纯电动汽车动力系统元件分析及选型 86

图3 电机-驱动桥整体式驱动模式

电机-驱动桥整体式驱动模式如图4所示：该布置结构把电机直接安装在驱动半轴上，通过电机的直接控制系统实现变速和差速转换，使其结构紧凑，传动效率较高。但这种布置形式对电机调速和转矩调节范围要求交高，对电机的性能和控制系统要求较高，使其系统结构变得复杂。本文推荐选择图1传统驱动模式。

图4 轮毂电机驱动模式

2 驱动电机性能分析及选型

电机的形式多种多样,图5所示为电动汽车专用电动机的分类。

图5 电动汽车电机分类

直流电机技术相对成熟，且控制系统简单，但因为直流电机安装有电刷和机械换向器这些复杂的机械结构，换向器和电刷会磨损严重需要定期更换，增加了使用成本。此外电动机运转时电刷会产生火花，这样造成的高频电磁干扰了汽车中其他电器的正常工作。

交流感应电机不需要安装互相接触的滑环以及换向器等复杂机械部件，结构比较简单，使用和维修方便，能适应各种复杂环境。但此类电动机工作时绕组线圈电流比较大，温度较高，铜损严重，工作效率和功率密度较低。

永磁电机是一类性能较高的驱动电机，它依靠永磁体转子工作，减少了励磁所带来的损耗，它工作时散热比较容易。

此外，它不需要安装电刷和机械换向机构，结构相对简单，维修方便，电机工作时也不会产生换向火花。且电机工作效率和功率密度较高，已逐渐应用于电动汽车驱动电机。

开关磁阻电机(又称SR电机)为定、转子硅钢片叠压而成的双凸极结构，它具有结构紧凑、效率高、可靠性好、适于大批量生产成本低等优点。但它是一种新型电机，技术还

不够成熟。本文推荐选择永磁无刷电机驱动。

表1 驱动电机选型对比

3 电动汽车传动比分析及选型

传动系速比既要确保电动汽车的最大爬坡度，又要确保实现设计书规定的最高车速。目前针对电动汽车传动比的设计主要有两种，一种是固定传动比，一种是变传动比。

4 动力蓄电池特性分析及选型

电动汽车上电池组的选择首先要满足能量消耗，其次是环保因素，经济因素，使用寿命因素等。以常见的铅酸电池、镍氢电池、铁锂电池为代表，分析比较三种电池的基本性能参数如表2。

表2 蓄电池性能参数对比

铅酸蓄电池主要用作传统汽车各种电器设备的启动电源，但它能量密度和功率密度低，循环使用寿命短；镍氢电池被称为“绿色电池”，具有能量密度和功率密度均高于铅酸蓄电池。但它造价成本高、单体电池电压低、自放屯损耗大

87 汽车实用技术 2017年第13期

和对环境温度较敏感等缺点,还不能大批量生产；铁锂电池的比能量和比功率都很大，且有很长的循环寿命，是较理想的电动汽车动力电池，但经济成本较高；铁锂电池技术还不够成熟，但可作为电动汽车用动力电池发展的重要目标。

从表2中可以看出，镍氢电池功率密度、行驶里程、循环寿命均处于各类型电池之首，推荐选用镍氢电池。

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（上接第73页）

在试验室正常条件下本来能通过1000小时疲劳试验的油封，在粉尘环境下，运转到378小时的时候，相当于整车行驶000公里，油封出现失效漏油情况，寿命较之前明显缩短。

通过拆解油封发现，此处试验的油封内部也出现了很多的灰尘杂质，和现实工况的一些油封失效情况比较类似，所以试验更加接近模拟现实工况。

3总结

试验的一个重要方针就是尽可能的模拟现实工况进行测试，这样得到的试验数据和实际相结合才能更好的去考察各个零部件的可靠性。传统的油封测试方式和实际工况差距较大，因此使得试验结果偏离真实情况，不能客观反应油封在实际使用时的寿命以及可靠性。而采用油封在粉尘环境下进行疲劳寿命试验的方法，更加真实的模拟了现实工况，试验

结果也更接近真实的油封失效情况。这种新的测试方法，不仅能够模拟实际使用的工作环境，还能够更加科学的反映出零部件在设计和使用中存在的缺陷和不足，为提高产品质量提供了重要的参考依据。

图6 腔体内部漏油严重，沙土已经被润滑油严重污染

参考文献

图7 油封主唇和副唇之间也存在灰尘杂质，回油线也磨损失效

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