文献翻译-轮毂式电动汽车驱动系统

1 附 录 A 外文翻译 英文资料翻译 原文 1. is a of It be on of is to of of s of of 991, ZA .8 25kW of 176km/h. 996, of of CO dc .8 0kW is a of 001, by ac AZ of 11 km/h. AZ in of 5 of AZ 100km/h s. In to AZ AZ 003, is to an N 001, 2 of to of of dc 004 T of dc A .5 64 V of 24 3 000r/10 V. 2. It on is or a a in is in of in is in in In to a of of be at of to of of is of in to in 000r/is to of be in In of in to of of of to of n of be to of of 3. (1)of or dc by as As by of of of At to to of by is of of of by or of to is In in In to on of is (2) is is of of is To to So of is is to is is i - Ni S, Li n/of is of is in of be is is in is a o., of is to of of to as 4. he of of is of At of is At of is 5 轮毂式电动汽车驱动系统 1、发展现状 轮毂式电动汽车是一种新兴的驱动式电动汽车，有两种基本形式，即直接驱动式电动轮和带轮边减速器电动轮。它直接将电机安装在车轮轮毂中，省略了传统的离合器、变速器、主减速器及差速器等部件，简化了整车结构，提高了传动效率，并且能通过控制技术实现对电动轮的电子差速控制。电动轮将成为未来电动汽车的发展方向。 目前国际上对轮毂式电动汽车的研究主要以日本为主。日本庆应义塾大学的电动汽车研究小组已试制了 5种不同形式的样车。其中， 1991年与东京电力公司共同开发的 4 座电动汽 车 用 池为动力源，以 4 个额定功率为 值功率达到 25外转子式永磁同步轮毂电机驱动，最高速度可达 176km/h。 1996 年，该小组联合日本国家环境研究所研制了电动轮驱动系统的后轮驱动电动汽车 车的电动轮驱动系统选用永磁直流无刷电动机，额定功率为 值功率为 20配以行星齿轮减速机，该电动轮采用机械制动与电机再生制动相结合的方式。 2001年，该小组又推出了以锂电池为动力源，采用 8 个大功率交流同步轮毂电机独立驱动的电动轿车 车安装了 8个车轮，大大 增加了该车的动力，从而使该车的最高速度达到 311 km/h。 性能内转子型电动机，其峰值功率可达 55 高了 其 0 100km/s。为了使电动机输出转速符合车轮的实际转速要求， 轮采用鼓式制动器。 2003年日本丰田汽车公司在东京车展上推出的燃料电池概念车 采用了电动轮驱动技术。美国通用汽车公司 2001年试制的全新线控 4轮驱动燃料电池概念车 动轮驱动系统灵活的控制与布置方式，使该车能更好地实现线控技术。 国内对电动轮驱动方式的研究也取得了一些进展。同济大学研制的 “春晖 ”系列燃料电池概念车采用了 4个直流无刷轮毂电机独立驱动的电动轮模块。比亚迪于 2004年在北京车展上展出的 4个轮边电机独立驱动模式。中国科学院北京三环通用电气公司研制的电动轿车用直流无刷轮毂电机，又称电动车轮。单个电动车轮功率为 7.5 压 264 V，双后轮直接驱动。中船总公司724研究所的 4轮电动汽车，其电动机性 能指标为：额定功率 3 定转速 3000r/定电压为 110 V。 2、结构分析 6 轮式电驱动系统有直接驱动式电动轮和带轮边减速器电动轮两种基本形式。这取决于是采用低速外转子还是高速内转子电动机。直接驱动式汽车采用低速外转子电动机，电动轮与车轮组成一个完整部件总成，采用电子差速方式，电机布置在车轮内部，直接驱动车轮带动汽车行驶。其主要优点是电机体积小、质量轻和成本低，系统传动效率高，结构紧凑，既有利于整车结构布置和车身设计，也便于改型设计。这种电动轮直接将外转子安装在车轮的轮辋上驱动车轮转 动。然而电动汽车在起步时需要较大的转矩，也就是说安装在直接驱动型电动轮中的电动机必须能在低速时提供大转矩。为了使汽车能够有较好的动力性，电动机还必须具有很宽的转矩和转速调节范围。由于电机工作产生一定的冲击和振动，要求车轮轮辋和车轮支承必须坚固、可靠，同时由于非簧载质量大，要保证车辆的舒适性，要求对悬架系统弹性元件和阻尼元件进行优化设计，电机输出转矩和功率也受到车轮尺寸的限制，系统成本高。 带轮边减速器电动轮电驱动系统采用高速内转子电动机，适合现代高性能电动汽车的运行要求。它起源于矿用车的传统电动轮，属于减速 驱动类型，这种电动轮允许电动机在高速下运行，通常电动机的最高转速设计在 4000 20000 r/目的是为了能够获得较高的比功率，而对电动机的其它性能没有特殊要求，可以采用普通的内转子高速电动机。减速机构布置在电动机 和车轮之间，起到减速和增矩的作用，从而保证电动汽车在低速时能够获得足够大的转矩。电机输出轴通过减速机构与车轮驱动轴连接，使电机轴承不直接承受车轮与路面的载荷作用，改善了轴承的工作条件；采用固定速比行星齿轮减速器，使系统具有较大的调速范围和输出转矩，充分发挥驱动电机的调速特性，消除了电机输出转矩和功率受到车轮尺寸的影响。设计中主要应考虑解决齿轮的工作噪声和润滑问题，对电机及系统内部的结构方案设计要求更高。图 1为轮边减速器型电动轮示意图。 7 图 1 轮边减速器型电动轮示意图 3、 轮毂式电动汽车关键技术 （ 1）轮毂电机及其控制技术 目前电动轮所用的低速外转子电动机和高速内转子电动机都是径向磁通永磁轮式电机。高速内转子电机的结构与传统的永磁同步电机或无刷直流电机基本相同。电机的最高转速主要受线圈和摩擦损耗以及变速机构承受能力等因素的限制。外转子轮式永磁电机作为电动汽车直接驱动的 执行器，电机采用表面安装 转子结构在车轮直径固定的约束条件下，使电枢直径增加，提高了电机能力；同时，外转子结构使电机散热条件恶化，对长时间过载能力有一定影响。定子采用多极少槽结构，减小体积、简化结构，有利于产生所需的电势谐波以提高力能指标。永磁转子位置传感器采用磁阻式多极旋转变压器，与电机本体一体化安装，结构紧凑。 电机驱动采用轴角变换技术，使用轴角变换芯片将旋转输出信号变换为数字位置信号，供相电流指令合成电路产生各相的电流指令；相电流指令与电流负反馈信号经电 流调节器 (理，控制 动电机运行。 轮毂式电动汽车一般有 2个或 4个轮边电机，对多个电机实行协调控制。实现电动汽车驱动的关键技术是驱动电机的运行控制，其中包括车辆行驶的稳定性控制、转向差速控制、系统动力性能优化和节能控制等。在稳定性控制中，以牵引控制为主要研究方向，系统的综合节能策略在电池技术没有足够进步之前，也相当重要。为了更好地对车辆进行研究和优化设计，电动汽车的有效数学模型和快速有效的系统运行控制算法也是当今世界各国的攻关热点。 (2) 能源及能量管理系统 电池是电动汽车的动力源泉，也是制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车与燃油汽车竞争，关键要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。 到目前为止，电动汽车电池经过 3代的发展，已取得了突破的进展。第 1代是铅酸电池，目前主要是阀控铅酸电池 (由于其比能量较高、价格低和放电倍率高，是目前惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第 2 代是碱性电池，主要有 多种电池，其 比能量和比功率都比铅酸电池高，大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格比铅酸电池高。第 3 代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，是理想的汽车用电池，但目前还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破。 8 由于电动汽车的车载能量有限，其行驶里程远远达不到燃油车的水平，能量管理系统的目的就是最大限度地利用有限的车载能量，增加行驶里程。智能能量管理系统采集从各个子系统输入的传感器信息，这些传感器包括 车内外气温传感器、充放电时电源电流和电压传感器、电动机电流和电压传感器、速度和加速度传感器以及车外环境和气候传感器等。能量管理系统能实现以下基本功能：优化系统的能量分配；预测电动汽车电源的剩余能量和继续行驶里程；提供最佳的驾驶模式；再生制动时合理地调整再生能量；自动调整温度控制方式。智能管理系统如同电动汽车的大脑，同时具有功能多