纯电轿车的构型方案及驱动系统布置

纯电轿车的构型方案及驱动系统布置

在纯电动汽车电驱动架构方面，目前国内车型有轮毂电机、分体式（电机、电控、减速器独立）、二合一电驱动（电机+减速器）、三合一产品（电机+电控+减速器）等主流产品，还存在其他多合一产品（电控+DCDC+OBC+PDU），本文不针对介绍。

大多数企业目前采用分体式及三合一，但慢慢三合一技术方向已成为主流。“二合一(电机+减速器)”方案，代表车型是雪佛兰Bolt；“三合一(电机+减速器+电机控制器)”方案，代表车型是特斯拉系列；其他“多合一”方案，包括整合了MCU、OBC、DCDC等模块，代表车型是宝马i3。

一、整车驱动系统布置方案

在纯电动汽车动力系统布置上，目前有前置前驱、后置后驱、四轮驱动、轮毂电机四种布置方式，前置前驱应用较为广泛，高端车型后置后驱、四驱运用较多。轮毂电机布置方式暂未实现量产，目前各厂家均在研发阶段。

1、前置前驱

前置前驱是将驱动电机布置在车辆前方，通过减速器、半轴将驱动力传递给前轮。特点是传输动力速度快，减少了传动部件，传递动力的过程较短。优点是便于结合成熟的麦弗逊悬架，制造工艺简单，开发周期短，且前舱易于布置。因为动力源和驱动机构都在车辆的前部，这样就会造成车辆前部重量比较重，造成头重脚轻的现象。在遇见特

殊路况后，后轮的抓地力比较弱，在快速过弯的时候也会重量产生推头的现象。

国内市场A级纯电动汽车普遍采用前轮驱动方式，且大部分传统车企，在原有燃油车平台进行升级改造，将原有的燃油系统变更为纯电动动力系统。特斯拉、蔚来则是研发全新的平台，能够有效且充分发挥纯电动动力系统结构紧凑的特长。

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基于燃油车平台进行升级改造（江淮、北汽等）

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传统燃油车考虑到传动效率、轻量化、成本控制等方面因素，经过发动机、变速箱、半轴的组合，动力传递到前轮，最大化的提升了效率，所以车企综合动力系统布置、结构优化、热管理、生产工艺、成本等多方面因素，大多将发动机布置在车辆前方；也有部分高端车型，侧重整车操控性能，会考虑成本更高的前置后驱或前置四驱系统。

国内车企经过多年的经验积累，将传统燃油汽车技术运用在纯电动汽车上，在大量试验数据的基础上，该布置方案技术成熟，能够有效减少研发费用及新车开发周期，并且在可靠性方面较新开发平台有很大优势。大家不难发现，目前常见的电动汽车，江淮、北汽等自主车企生产的纯电动汽车，都能找到其对应的燃油版汽车。

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基于驱动电机结构紧凑开发的全新平台

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电动汽车电机、电控、减速器向多合一方向发展，且有部分车企或供应商已有成熟可靠的多合一产品，多合一产品因结构紧凑、重量轻、体积小，则有车企在匠心品质的熏陶下，追求更极致的汽车品质，研发全新电动汽车平台，这样可在保证较高的整车空间利用率的同时选用在动力学方面更具优势的后置后驱布局。

2、后驱

传统汽车后驱方式通常有前置后驱，后置后驱，纯电动汽车只存在后置后驱。因为传车企想获得后驱极致的操控性能，又想把发动机这个大家伙能有一个合适的地方安置，不得已只能将发动机布置在车辆前方。通过传动轴将前舱的动力输送给后轮。纯电动汽车因驱动电机体积小，则可将驱动电机安置在后方，就可以放弃原有的前置后驱方案。也正是因为驱动电机的体积较发动机大为减小，纯电动汽车更加适合后置后驱驱动方案，后驱车拥有更好的车身动态，就是老司机所说的后驱车比前驱车更有驾驶乐趣。后驱车确实拥有比前驱车更好的运动底子，四驱车的行驶稳定性和通过能力则更具优势。

通常后置纯电动汽车相比于前驱有如下优点：

（1）由于横摆力矩小，车辆操纵非常灵活，在轮胎抓地力一定的前提下，前轮的抓地力可以更大的运用在汽车转向上，转向更轻便灵活；（2）良好的起动和爬坡性能，而且几乎与负荷状态无关，车辆启动与爬坡时，车辆载荷向后方偏移，后轮的抓地力因此提升，可以更好的将动力作用在车轮上，造就了后驱非凡的启动爬坡性能；

（3）驱动电机扭矩传递路线短，效率高，较前置后驱减少了传动部件，有效的降低了不必要的传动功率损失；

（4）由于前轮负荷小，所以转向轻便；

（5）制动力分配合理；

（6）前悬架构造简单；

（7）前面可以使用小悬挂。

后驱对车辆加速、操控有不可比拟的优势，但是也不可避免的存在问题。由于缺少了前置的风冷散热，后置需要的散热器功率大，对纯电动的续驶里程有所影响；正常路面行驶时，前轮负荷小，易于转向，但也会出现明显的过度转向，而且遇到冰雪路面时，前轮抓地力不足，导致转向困难；

▲特斯拉四驱底盘

基于成本、驱动电机效率、驱动电机控制难度等多方面因素综合考虑，四驱纯电动汽车驱动电机常见四驱方案有如下三种：

▲江淮iEV 6E运动版•

▲BYD三合一电驱动

▲上海电驱动三合一电驱动3、轮毂电机方案

轮毂电机是将汽车的“动力系统、传动系统、刹车等系统”集成到一起而设计出来的；之所以被称为轮毂电机，是指电机安装在车辆的轮毂位置而言。

轮毂电机的优点

（1）省略大量传动部件，让车辆结构更简单；

（2）可实现多种复杂的驱动方式。

由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。

轮毂电机的缺点

（1）虽然整车重量下降，但是簧下重量提高了，将给整车的操控、舒适性和悬挂的可靠性带来巨大影响；

（2）成本问题：高转化效率、轻量化的四轮轮毂电机成本居高不下；（3）可靠性问题：将精密的电机放到轮毂上，长期剧烈上下振动和恶劣的工作环境（水、尘、热）带来的故障问题，也要考虑轮毂部分是车祸中很容易受损的部位，维修成本高；

（4）制动热量与能耗问题：电机本身就在发热，由于簧下质量增加，制动压力更大，发热也更大，如此集中的发热对制动性能要求高。

广汽传祺曾试装过一款轮毂电机汽车，但未实现量产。目前国外比较有名的轮毂电机生产厂商有英国的Protean电机公司、加拿大的TM4公司、著名的轮胎生产商米其林公司和日本的普利司通公司。