电动汽车复合驱动系统

1、|维普贤讯 n廿p:/一5纤|维普贤讯 n廿p:|维普贤讯 n廿p:电动汽车复合驱动系统西安公路学院关家午AbstractA conipcund power driving systern far electric motor vehicle ccntsisis of an intemsl eortitnuJtion engine drive and an eke trie driwe/t converges tht advantages M bath two driving unit 缶 TKia paper presents variduH compound driying cflaist

2、iuttians of electric motor vehicle t discuses and camp arcfl their advFinUge and disatlvantagea pthen expkins the priricipal problems vpbich»for inaunce series cormcction at patuLleJ cOHUection rshould be consider&d in the pffofiticn of the cornponcKl drivingr,”，4ccnstructionSi. Finally thr

3、 paper gives nn actual example af a aingk axle compound driving conatruc- tian.mn电功汽车的it音驱动垂就包括内燃机验动和电力驱动，它嫌合了这两种那勒方式的优 乩 介绍了电动汽车的善种靈合軀动結构，廿析讨论丁蛊掘结构的优&点述了选择串联还是并 联复合號动站构时应夸虎的主要何見，并给出了个单抽鷲合驱动第构的贺倒.主通词电动汽丰単片复合驱动 井联星會塑Key Words ： Electric Moto(r vehicle t Series Connection of Compound Drivings Para

4、llel Connection of Compound Driving|维普贤讯 n廿p:19盟年第12期所谓境合驼动电动汽车*即指利用电力 和发动机为汽车行驶提供动力的汽车n复合 驱动装置包ifi内燃机驱动及电力隘动，它综 合了传统内燃机系统宽广的转速范围、良好 的性能）及电力驱动系统低噪声、无排放污 染、不用石油赞源的优点.复合軀豹系统主要用来克服只用蓄电池 提供动力的纯电功桂车行驶范围的限制'也 就是说在市区行驶时空要用誓电施提供的 动力使汽车行敢，而在高速埜路行驶时主要 用发动机的动力*一、复合驱动结构方案1串联复合驱动串联复合驱动结构如图1所示发动机、 发电机、电动机布置成审

5、联形式*驱动车轮的 所有ai矩来自电动机而发动机绮发电机提 供动力为蓄电池充电*当蓄电池放电到一定电于装空程度时为电动机提供电能.赛并联厦合9E动并联复合驱动结构形式有两种吐图勿所 示为单轴驱动结构*两种驱动装置布置在一 个轴上分别由离合器控制选择哪一个驱动 装置.图么b所示为取输驱动结构”发动机通 过一个离合器与变速器相连，电动机通过另 个离合幕与变遠髀相连.娶动车轮的扭矩 由电动机和发劫机提供、南若可单独驱动车 轮也可合在一起共同驱动车轮电动机也可 作为发电机给蕃电池充电。I對2M分轴复合驱动分轴复合驱动结构如图3所示*在此种 结构中汽车的前或后轴中的一个由电动机 驱动，另一个由发动帆驱动

6、=图3本文主要讨论串联和井联复合驱动结 构而分轴复合驱动可认为是并联复合鑒动 的一科特硃悄况。二、串联复舍驱动串联复合驱动的汽车*是当汽车的蓄电 池充分放电，不能再为汽军行驶提供能和 动力时，用一个发动机和发电机供给电能的 电动汽车。发动机*发电机的主要功能是使电 动汽车的行鞅里程趙过只用善电池的范圈. 串联埃合驱动的主要优点匸在发动机的扭矩 转速禺L发动机可以在个固定点工作. 故可选择一适当的点，使发动机以最大效率 工作或以最低排放污染点工作口到目前为止. 许多串联复合驱动设计的目的，只是为了以 相对较低的城市速度行驶时，有一个较大的 续驶里程因此都选用较低功率的发动机、发 电机装置G本文讨

7、论的串联复合驱动汽车*是具有 较好的城市加速性能及高連公路行驶范围的 務功能汽车，其复合驱动装置的输出功率待 性取决于汽车最大行驶速度，串联复合驱动 装置的加速度和最大车速受蓄电池的峰值 功率密度和为电动机提供动力的捏动机、发 12 电机的体积利质量的限制"目前串联复合驱 动和井联星合驱动在性能和行驶范圉内可进 行选择:而10年前，寒功能、高性能的复合驱 动汽车貝能用井联复合驱动系统*设计串联复合驱动系统*应考虑的关键 问题是电动机的最大扭矩和功率特性+以及 发电机的最大功率和可利用的电为范围。在 选择着电池时蓄电池容量由满足汽车加速 时电动机输岀功奉的需要或者由满足汽车行 驶范围需

8、要的能議来决定.对于一辆要求 3Qkm续驶里程鮎km/h的加速时间不 超过1品的串联复含骊动臂车其葺电池的 容暈应由加速功率来决定“因申联复合驱动结拘中的发动机、发电 典、电动抑岂甲联形吾布置发动机产生的机 条能通任疳电'机強駆应点給电能乂在电动 机中被转换成机械能而每个转换过稈都要 以损失功率为代价所以这是串联复合驱动 的个主要缺点.串联复合驱动的另一个缺 点是质量大如果驰勒轴需要最大功率尸“ 厲求达到最大车邃，电动机必须设计成能产 生这梯大的功率尸a°如果驱动装置需以这 个最大车速长距离运行善电池提供动力而 不用充电，发动机、发电机必须设计成能提供 这样大的功率&

9、,心 由于电动机和发电机的 能量转换损失用发动机供给的功率要更大 一些，大约3几厂三、并联复合驱动考虑到串联复合驱动的功峯损失问题. 发动机和电动机可布置成并联复合驱动方 式.此时，可由璧动机、电动机两个动力装置 同时分别给电动汽车提供能及扭矩即当 鑒动电踰汽车IS功率尸一时，由发动机和电 动机各提供Px/2的功率*左井联复合驱动 中，只需一个电动装置，如果发动机的动力没 全部用来驱动汽车时电劫机也可作为发电 机给薔电池充电在高速公路长距离行驶时， 并联复合驱动需长时间维持驱动功車Ps 此时可单独用发动机驱动；而在市区，可用襦 汽车技术|维普法讯 nttp:|电池供电的电动机单独驱动"

10、;并联复合驱动与串联复含驱动相比具 有以下优点匕效率高a发动机输出的机械 能直接被用来驱动肯车（只是在驱动车辆的 同时给蓄电池充电时两种复合驱动有相同 的低效率升不需要发电机半质凰小；成 本低。在设计井联复合驱动系统时要考虑：发 动机和电动机共同承担负荷，当蕃赴池电很 充足时，用电动机和发动机并联驱动的最大 功率等于串联复合駆动中电动机的功率。此 时，负荷共担的控制由驾驶员根据汽车速度、 功率要求和蕭电池的电量来分配“这种并联 境合驱动控制比串联复合驱动的控制境杂. 控制系统要控制发动机生短时闻内频繁开 机、停机，变速装置与发动机、电动机输出扭 矩的结合必须在较宽赳速度范围内，保距平 稳且在不

11、需要时可使贤孑机及电諾机与驱 动轴迅速而平稳地脱离.在并联复合驱动系统中，电驱动输出的 最大额定功率比串联复合驱动的小，一股需 要电昭动提供大约最大功率的40%,而串联 复合驱动的电驱动需提供100%的最人功 率"所以并联复合驱动对电驱动零部件的强 度等要求低于串联复合驱动，所需蓄电池的 峰值功率也低*这也是并联复合骡动的优点。 对于并联廈合驱动，要获得发动机的超低排 放比串联逐合驱动困难，这是因为要获得良 好的驱动性能且保持汽车平稳运行，即使在 发动机冷态和热态时，也要频繁而迅速地开 机、停机.四、两种驱动方式的选择在复合驱动汽车上是采用串联还是并 联复合驱动结构,应考虑以下因素:

12、首先是安 装空间，如果一种驱动装琵中满足汽车最大 功率要我的高能量蒂电池.能被放到可利用 的空间内那么可采用串联境合驱动，否则汽 车应设计盛井联复合驱动方案卜排除使用串 联境合驱动的第二种考虑是其系统效率低、 1994年痢辽期其发动机的输出功率达到3-才能荻得电 动机的最大骊动功率尸“°在高速公路上行驶时如釆用串联复合 驱动结构，发动机、发电机的电能大部分直接 供给电动机来驱动汽车 > 如果发电机.电动机 及电子装爲有90知的效率那么从发动机输 出到车轮的功率的20%被损失掉了。而并联 复合驱动结构在这种情况下发动机和车轮 之间的唯一损矢发生在变速装置或戏 它啮合 中*变遽装置

13、大约有95%的效率。因此在高 速公路行驶时两种方案损失的差别大约有 15 9亿对比两种复合驱动方案串联复合驱动 装置可铝比并联复合驱动装置质凰稍大些* 价格也贵一些但它比并联复合驱动系统更. 可绪有效且具有低的废气排放在实际应用 中对两种方案进行选择时，详细的定量分析 两种结构方-案的差异是必要的 <然而当蕃电 池技术有新的实破时选择串联复合驱动便 明显更为有利。五、实例一个适合于电动汽车的零凑结构（髙尔 夫单轴复合驱动结构EVWDin图4所示.这种緊凑结构不仅有电动机的功能及发 电机（与60V蓄电池连接）的功能（制动再生 能儿而且它也代替了传统发动机申的起动 机接合离合器Kz起动发动机

14、.此复合驱渤 的控制及操纵很简单，只用加速踏板而无离 合器踏板当踏卜加速踏板，系统自动接合离 合器K“汽车开动并加速当离合器踏板被 抬高很多时，亦即只需较低功率（下转第饰页主要技术爭蠡疲苦称（单位）”藝数I公称压力（kN）2 00D液体工作压力（MPa20滑块战大行程【mmJ000主油缸柱塞直径£mm）360副油缸活嘉直63滑块速度gm%）快速下存时150加压下行时5回程时150工作台有效而积800X700外砸尺寸底部五积1 450X1 100顶部面积2 300X 1 750工作合距地而高StmTijy.8曲总高度 < 其中主机高Xmm4 060(3 610>总质盘武中主

15、机质7 200(6 0701电机功率【kW）15五、用途及特点1.用途JFY200型2000kN专用液压机是根据 摩擦材料制品压力成型的工艺耍求为拔压 成型前压制掩型而专门设计的一种设备*是 参考園际先进机型的优点并结合我国国情和、 用户要求而开发的液压机新产品"该产品适 用于各种车型康用的鼓式制动摩擦片、盘式 制动摩擦片等各种摩擦材料的冷型馬制n将 垫板换成加热板,并垫上20mm厚的石棉隔 热板也可用于各种制动摩擦片的热压成型.（上接第13页）軀动时心自动脱离，发动机 （无飞轮、立即停机汽车由电动机驱动*电驱动也代荐发电机"当览动机驰动时 给车用12V g电池充电除了制动

16、再生能* 发动机没有给盹¥蓄电池充电"但在行驶结 还可用于木材深加工中的热压成型.2-特原门）主机为板框结构，安装调整方便*易 于实现生产自动化，<2】主机釆用柱塞缸维修方便，行穆速度快"上卞空行程速度达 150 mm /fii（4配有单向或取向移动工作台.工作台 上装有自动顶出装置生产效率高*毎小时可 压制谆型240-360片口取向移动工作台可实 现压制、取件歴装料同时进行操作方便省 人.省力及皆时.（5）设备基础无地坑节省安装费用和便 于设备迁移。液压驱动系统上置，占地面积小= J（厂具有独立的动力机枸和电气控制系统采用中控制可宴现手动和半自动 操作方式电气采用FC机控制每个工作循 环的自动