电动汽车机电传动系统

1.2.3 电机与CVT传动
机械式无级变速器 采用传动带和工作
直径可变的主从动轮相 配合来传递动力，可以 实现传动比的连续改变， 从而实现无级变速。
1.2.3 电机与CVT传动
优点：
结构简单，体积小，零件少；它的工作 速比范围宽，容易形成理想的匹配；有较高 传送效率，功率损失少，经济性高。
缺点：
优点：AMT系统集成性好，容易布置，开发 时间短，成本低，省油。 缺点：AMT会因挡位变动引起换挡过程中动 力中断，车辆失速快，冲击大，同时，由于 AMT控制策略与电机配合的问题，可能出现 掉挡、换挡失败及其它机械故障等问题。 应用：一般用于重型汽车及城市公交车上， 如环卫车、奥运大客车等。
1.2.2 电机与AT传动
应用于轮式驱动的低速外转子
型电动机可直接连接至驱动轮。
电动机的转速控制等价于车速
控制，要求电动机在车辆起动
和加速运行时具有高转矩性能。
M
轮毂电机多轮驱动受制于驱
动电机的扭矩密度、轮毂与电
机集成化制造水平，技术还不
成熟。
1.3.3 双侧独立驱动
GB M M GB
履带车辆双侧独立驱动 转向通过控制两个电机以不同的转速运转来实现。
AT传动系统指由液力 变矩器加行星齿轮变速 器构成的自动变速系统。
工作原理：通过自动 操纵系统控制与行星齿 轮传动各构件相连接的 离合器和制动器来实现 AT的挡位切换。
1.2.2 电机与AT传动
优点：简化操作、起 步平稳，动力换挡， 技术成熟可靠，应用 范围大。
缺点：结构复杂，制 造困难，造价高，传 动效率低，油耗大。
电动汽车机电传动系统
武小花 西华大学 交通与汽车工程学院
电动汽车机电传动系统
纯电动汽车机电传动系统
单电机驱动 多电机独立驱动 双电机耦合驱动
混合动力汽车机电传动系统
串联式混合动力 并联式混合动力 混联式混合动力 典型动力耦合方式的特点 典型实例
1 纯电动汽车机电传动系统
单电机驱动系统
1.3.1 轮边驱动
电机安装在车轮内，一
个薄型的行星齿轮组可
FG M
用以降低电机转速，增
大转矩。该薄型行星齿
轮组具有高减速比，以
及输入输出轴纵向配置
M
的优点。
FG
多轮边电机驱动结构不
紧凑，重量、体积大，
功率密度优势不明显。
1.3.2 轮毂电机驱动
通过完全舍弃电动机和驱动
M
轮之间任何的机械传动装置，
采用固定减速比全 程参与整车驱动
1.4.2 双电机转速耦合
AMT：在原有有级固定轴式机 械变速传动系统的基础上增加自 动变速操纵系统组成，其控制过 程基本是模拟驾驶员的操作。
1.2.1 电机与AMT传动
传统车AMT系统组成： 自动离合器 齿轮式机械变速器 电子控制系统
1.2.1 电机与AMT传动
控制单元输入： 驾驶员意图——加速踏板， 制动踏板，挡位信息； 汽车工作状态——发动机转 速、节气门开度、车速等。
1.2.4 电机与DSG传动
DSG的换挡速度比AT或AMT快。既有 像手动挡一样的直接输出，又省去了手 动挡进退挡动作所需的时间，动力响应 极快，机械转换效率高。
优点：动力传输连贯，效率较高 缺点：结构复杂，制造成本较高
1.3 多电机独立驱动
轮式车辆
轮边驱动、轮毂电机动
履带车辆
双侧独立驱动
1.3.3 双侧独立驱动
发动机 增速 发电机
电子控制 中心单元
侧
牵引
牵引
侧
传
电机
电机
传
动
动
履带车俩传动系统组成和原理图
1.4 双电机耦合驱动
1.4.1 转矩耦合 1.4.2 转速耦合 1.4.3 功率耦合
1.4.1 双电机转矩耦合 辅助电机经大速比减速机 构输出大转矩与主驱动电 机共同驱动以满足整车低 速爬坡和加速的动力需求
1.2.1 电机与AMT传动
换挡过程中电机工作模式及控制策略 换挡过程 电机工作模式 控制策略
换挡前 转矩模式
根据踏板信号输出目标力矩
摘空挡 自由模式
目标力矩为0，电机自由旋转
等待同步 调速模式
给定目标转速
换挡操作 自由模式
目标力矩为0，电机自由旋转
换挡完成 转矩模式
根据踏板信号输出目标力矩
1.2.1 电机与AMT传动
单电机直接驱动系统 单电机与变速箱组合传动
MT、AMT、AT、CVT、DSG
多电机独立驱动
轮边驱动、轮毂电机驱动、双侧独立驱动
双电机耦合驱动
转速耦合、转矩耦合、功率耦合
1.1单电机直接驱动系统
M FG D
借助于电动机在大范围转速变化中所具有的 恒功率特性，用固定挡的齿轮传动装置替代多 挡变速箱，无离合器，减小机械传动装置的尺 寸和重量；且不需要换挡，简化驱动系的控制。
传动带容易损坏，无法承受较大载荷等。
应用：
小排量、低功率汽车。
1.2.4 电机与DSG传动
一台电子控制的手动变速箱装 有两套自动控制的离合器。
1.2.4 电机与DSG传动
DSG装有两根同轴心传 动轴：内置实心传动轴和 外套空心传动轴。内置传 动轴连接了1、3、5及倒 挡，而外套空心传动轴则 连接2、4及6挡，两套离 合器各自负责一根传动轴 的啮合动作，动力便会由 其中一根传动轴作出无间 断的传送。
1.1 单电机直接驱动系统
对电机的低速大转矩、高速恒功率输 出要求苛刻，呈现电机扭矩大而带来 电机控制器容量增大，电机和控制器 没有充分利用，电机转矩提高带来电 机高速受到限制，总成功率密度较低。
1.2 电机与变速箱组合驱动
M
GB D
MT AMT AT CVT DSG
1.2.1 电机与AMT传动
1.2.4 电机与DSG传动
在某一挡位时，离合器1结合，对应的一组齿轮 咬合输出动力，在接近换挡时，下一组齿轮已被 预选，而与之相连的离合器2仍处于分离状态；
在换挡时，处于工作状态的离合器1分离，将使 用中的齿轮脱离动力，同时离合器2咬合已被预 选的齿轮，进入下一挡；
在整个换挡期间两组离合器轮流工作，确保最 少有一组齿轮输出动力，两者的切换在瞬间同时 完成。
控制单元根据换挡规律、离合器控制规律、发动 机节气门自适应调节规律产生输出，对节气门开度、 离合器、换挡操作三者进行综合控制，有效配合。
1.2.1 电机与AMT传动
驾 加速信号
驶 制动信号 整车控
员 ……
制器
电机
电机控 制器
AMT 车轮
AMT控 制器
CAN Bus 250K
电机——AMT控制系统组成