電動(dòng)汽車采用電能取代石油等化石燃料作為動(dòng)力，是未來交通的唯一解決方案，當(dāng)前與電動(dòng)汽車相關(guān)的研究熱點(diǎn)有電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電動(dòng)汽車電池技術(shù)與相關(guān)充電機(jī)技術(shù)，電動(dòng)汽車的控制技術(shù)。在本欄目只討論純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，要研究電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)先要對(duì)電動(dòng)機(jī)在純電動(dòng)汽車中的驅(qū)動(dòng)形式，基本布置作個(gè)了解。

純電動(dòng)汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)布置形式

1. 傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)布置形式

該布置形式與傳統(tǒng)汽車的布置形式基本相同，通常是在傳統(tǒng)汽車的基礎(chǔ)上改裝而成的，把電動(dòng)機(jī)放在原燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，圖1為示意圖，現(xiàn)在純電動(dòng)車很少采用這種布置形式。

圖1--傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)布置形式

2. 電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋組合驅(qū)動(dòng)布置形式

該種布置形式把電動(dòng)機(jī)、固定速比的減速器和差速器進(jìn)行組合，布置在驅(qū)動(dòng)橋旁，通過兩個(gè)車輪的半軸來驅(qū)動(dòng)車輪，圖2為示意圖，此種布置形式的整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)度比較短，傳動(dòng)裝置占用空間小，容易布置，可以進(jìn)一步減少整車的質(zhì)量，并且比較上一種布置形式的傳動(dòng)效率較高。

圖2--電動(dòng)機(jī)后置組合式驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

按傳統(tǒng)汽車的驅(qū)動(dòng)模式來說屬于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)后置-驅(qū)動(dòng)橋后置形式;把這個(gè)組合布置在汽車前軸屬于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)前置-驅(qū)動(dòng)橋前置形式，見圖3。這種組合布置形式具有良好的通用性和互換性，便于在現(xiàn)有的汽車底盤上安裝使用、維修也較方便。

圖3--電動(dòng)機(jī)前置組合式驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

3. 電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式

把電動(dòng)機(jī)、固定速比減速器和差速器集成為一個(gè)整體，并與驅(qū)動(dòng)軸同軸，通過兩根半軸驅(qū)動(dòng)車輪，稱為電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋集成式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

把集成系統(tǒng)組成后驅(qū)動(dòng)橋，安裝在后車軸位置，圖4是示意圖。

圖4--電動(dòng)機(jī)后置驅(qū)動(dòng)橋集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

圖5是把集成驅(qū)動(dòng)橋安裝在前車軸位置示意圖

圖5--電動(dòng)機(jī)前置驅(qū)動(dòng)橋集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

4. 輪邊電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)布置形式

這是一種雙電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)形式，由左右2臺(tái)電動(dòng)機(jī)直接通過固定速比減速器分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車輪， 電動(dòng)機(jī)直接連接輪轂，兩個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)沒有直接連接，這種電機(jī)稱為輪邊電機(jī)。

每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以獨(dú)立地調(diào)節(jié)控制，通過電子差速器來解決左右半軸的差速問題，使得電動(dòng)汽車更加靈活，在復(fù)雜的路況上可以獲得更好的整車動(dòng)力性能，由于采用電子差速器，傳動(dòng)系體積進(jìn)一步減小，節(jié)省了空間，質(zhì)量也進(jìn)一步減輕，提高了傳動(dòng)效率，圖6是輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)示意圖。

圖6--輪邊電動(dòng)機(jī)后置驅(qū)動(dòng)橋布置

5. 輪轂電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)布置形式

把電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成餅狀，直接安裝在車輪的輪轂(輪輞)內(nèi)，如圖7所示，稱這種電機(jī)為輪轂電機(jī)，電機(jī)一端直接與車輪轂固定，另一端直接安裝在懸架上。此種布置形式進(jìn)一步縮短了電機(jī)和車輪之間的機(jī)械傳動(dòng)距離，進(jìn)一步節(jié)省了空間。

圖7—輪轂電動(dòng)機(jī)后置驅(qū)動(dòng)橋布置

圖8為輪轂電機(jī)安裝在前輪的示意圖。

圖8—輪轂電動(dòng)機(jī)前置驅(qū)動(dòng)橋布置

用4個(gè)輪轂電機(jī)組成4驅(qū)車，圖9為示意圖。

圖9—輪轂電動(dòng)機(jī)四輪驅(qū)動(dòng)布置

輪轂電機(jī)有集成固定速比減速裝置的形式，電機(jī)體積較小，采用高轉(zhuǎn)速運(yùn)行方式，轉(zhuǎn)速可達(dá)10000r/min左右，與行星齒輪減速器集成為一體。另一種是沒有減速裝置的輪轂電機(jī)，采用低轉(zhuǎn)速外轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，外轉(zhuǎn)子可直接安裝在輪轂內(nèi)，直接驅(qū)動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，也稱為直驅(qū)電動(dòng)機(jī)。

純電動(dòng)汽車用電動(dòng)機(jī)

電動(dòng)汽車車用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)通常要能夠滿足各種工況下的要求， 例如在汽車頻繁啟動(dòng)、停車、加速減速， 低速和爬坡時(shí)要滿足較高的轉(zhuǎn)矩， 在高速行駛時(shí)要滿足較低的轉(zhuǎn)矩， 并要求變速范圍大。常見的直流電機(jī)、永磁無刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、橫向磁通電機(jī)都可以作為汽車電機(jī)

1. 直流電動(dòng)機(jī)

傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)控制簡(jiǎn)單， 控制技術(shù)成熟，轉(zhuǎn)速控制范圍大，串激直流電動(dòng)機(jī)的軟特性非常適合做車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。但直流電機(jī)電機(jī)體積大， 制造成本高，電刷與換向器維護(hù)量大，所以新電動(dòng)汽車電機(jī)一般不采用直流電機(jī)。

2. 永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)

永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)利用電子換向器代替直流電機(jī)的機(jī)械換向器， 通過電子換向裝置產(chǎn)生正負(fù)交變的平頂波驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)， 調(diào)速性能和直流電機(jī)類似， 運(yùn)行可靠， 維護(hù)方便， 沒有勵(lì)磁損耗，效率和功率密度都較高。因此， 永磁無刷直流電機(jī)已經(jīng)成為電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)的主流電機(jī)。

3. 永磁同步電動(dòng)機(jī)

永磁同步電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上與永磁無刷直流電機(jī)類似， 只是它通過正弦波驅(qū)動(dòng)。相對(duì)于無刷直流電機(jī)， 永磁同步電機(jī)具有低噪聲， 大功率密度， 小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，高控制精度等優(yōu)勢(shì)。由于同步電機(jī)轉(zhuǎn)速與電源頻率同步，作為輪轂電機(jī)應(yīng)用時(shí)各輪轉(zhuǎn)速的協(xié)調(diào)控制比較復(fù)雜。

4. 開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)

開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子上既沒有繞組也沒有永磁體， 只在定子上裝有集中勵(lì)磁繞組，多用于高速電機(jī)。開關(guān)磁阻電機(jī)功率裝換效率高， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 且調(diào)速范圍寬， 控制簡(jiǎn)單。但是由于電機(jī)運(yùn)行在開關(guān)模式下， 電流波動(dòng)大，噪聲和振動(dòng)大。

5. 橫向磁通電動(dòng)機(jī)

橫向磁通電機(jī)效率和轉(zhuǎn)矩密度高， 適合運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合下; 繞組形式簡(jiǎn)單，不存在傳統(tǒng)電機(jī)繞組的端部; 各相之間相互獨(dú)立; 驅(qū)動(dòng)電路和永磁無刷直流電機(jī)相同， 可控性好。但其永磁體數(shù)目多， 用量大; 結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 工藝要求高， 成本高。