教学课件-项目一 任务3 新能源汽车典型电驱动系统-课件

新能源汽车典型电驱动系统项目一任务3新能源汽车驱动电机及控制系统检修学习目标01熟悉电机驱动系统类型02掌握典型电驱系统的组成及控制特点学习目标03能描述前驱、后驱、全驱的不同混合动力结构知识储备电机驱动系统类型1一、根据驱动电机数目分类单电机驱动系统01根据驱动电机数目分类多电机驱动系统02双电机驱动系统三电机驱动系统一、根据驱动电机数目分类01单电机驱动系统整个电机驱动系统只有一个驱动电机，并对应一个电机控制器及一个减速器总成。根据车辆驱动形式的不同，分为前驱形式和后驱形式。一、根据驱动电机数目分类02多电机驱动系统有两套完整的电驱总成构成，有两个驱动电机，每个驱动电机对应配置一个电机控制器和一个减速器总成。根据两个驱动电机的位置不同，可分为四驱形式的双电机驱动系统和两驱形式的双电机驱动系统。【双电机驱动系统】双电机驱动系统有两套动力系统，所以有两个动力传递路线，其控制和架构相对复杂、维护麻烦，但双电机驱动系统效率比单电机驱动系统高。一、根据驱动电机数目分类02多电机驱动系统【三电机驱动系统】有三套完整的电驱总成构成，有三个驱动电机，每个驱动电机对应配置一个电机控制器和一个减速器总成。三电机驱动系统用于四驱车辆，常见三电机驱动系统，一套电机驱动系统位于前轴，两套电机驱动系统位于后轴。三电机驱动系统有三个动力传递路线，所以架构和控制复杂、维护困难，但三电机电驱系统的效率很高。二、按照驱动系统布置形式不同集中式驱动系统01按照驱动系统布置形式不同传统驱动模式电机-驱动桥模式轮毂式驱动系统02内定子外转子结构内转子外定子结构二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【传统驱动模式】传统驱动模式与传统汽车驱动系统的布置方式一致，带有变速器和离合器，只是将内燃机换成电机，这种布置方式可以提高纯电动汽车的启动转矩，同时增加低速行驶时汽车的后备功率。该模式驱动系统所属汽车一般为改造型纯电动汽车。如：力帆100E汽车。二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【电机-驱动桥模式】电机-驱动桥整体模式按照电机与驱动桥组合形式的不同电机-驱动桥组合模式二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【电机-驱动桥模式】电机-驱动桥组合驱动模式取消了离合器和变速器，由1台电机驱动两车轮旋转。这种组合式驱动系统结构紧凑，安装、使用和维护都十分方便。北汽EV160/200就属于该种驱动模式的汽车。二、按照驱动系统布置形式不同01集中式驱动系统【电机-驱动桥模式】电机驱动桥整体驱动模式将电机装到驱动轴上，直接由电机实现变速和差速转换。不仅要求电机具有大的启动转矩和后备功率，还要求控制系统具备较高的控制精度和良好的可靠性，以保证纯电动汽车安全、平稳地行驶。二、按照驱动系统布置形式不同02轮毂式驱动系统轮毂驱动系统有内定子外转子结构和内转子外定子结构两种结构类型内定子外转子结构内转子外定子结构其外转子直接安装在车轮的轮缘上，这种结构没有机械减速机构提供减速，通常要求电机为低速转矩电动机。其转子作为输出轴与拥有固定减速比的行星齿轮变速器的太阳轮相连，而车轮轮毂与齿圈连接，这样可以提供较大的减速比，放大其输出转矩。二、按照驱动系统布置形式不同02轮毂式驱动系统轮毂驱动系统主要应用于微型、小型或大型纯电动汽车上，如大众高尔夫PHEV、比亚迪纯电动大巴K9等纯电动车上。对每台电机的转速进行单独调节控制，省去机械差速器，实现电子差速，提高转弯时的操作性。驱动电机输出的扭矩传输到驱动车轮的传递路径大大缩短，优化空间。优势当采用内定子外转子结构时，还能够提高对车轮动态响应的控制性能。知识储备典型纯电动汽车电机驱动系统组成及控制特点2一、单电机驱动系统01单电机驱动系统组成及分布特点核心部件是驱动电机、电机控制器和减速器总成，一般是独立分布在相应位置的。一般分布在前机舱内一、单电机驱动系统01单电机驱动系统组成及分布特点有些单电机驱动系统的电驱总成的核心部件是集成在一起的，构成三合一的电驱动桥总成。一、单电机驱动系统02单电机驱动系统控制特点只有一套电驱动总成，它是车辆驱动的唯一动力源。电机控制器根据信号控制驱动电机转速、转矩和转向，使驱动电机工作通过减速器总成将动力传递给车轮，驱动车辆按照驾驶员的操作意图行驶驾驶员操作信号驱动电机状态信号车辆运行状态信号二、双电机驱动系统01双电机驱动系统组成及布局特点常见双电机驱动系统，一般是分布布置的，分别安装在前桥和后桥的中部。有些集中布置在驱动桥上，在车辆驱动轮的两端各有一套电驱动总成。根据驾驶员操作需求，分别驱动车辆两侧的驱动轮，驱动车辆行驶。二、双电机驱动系统02双电机驱动系统控制特点由各含一台电机的两组电机驱动系统组成，并通过运动合成器将两者有机合成起来。两组电动机根据控制逻辑承担汽车低速运转和高速运转的工作，在整个运行过程中全部是自动变速，从根本上改变了纯电动车的机动性能，同时也使其续驶里程达到最高。三、三电机驱动系统01三电机驱动系统组成及布局特点常见的三电机驱动系统，一套电机驱动系统位于前轴，两套电机驱动系统位于后轴每套电驱动总成都主要由一个驱动电机、一个电机控制器和一个减速器构成，并配以电驱冷却系统和高低压连接线路等部件。三、三电机驱动系统02三电机驱动系统控制特点（1）当车辆需要更强劲的动力时，控制位于前轴的一套电机驱动系统自动开启，可实现动力的无感接入（2）当车辆抓地力下降或快速转弯摩擦力低时，控制前轴的电机驱动系统预先开启，从而提高车辆的操作稳定性前桥工作条件仅控制位于后轴的两套电机驱动系统工作正常行驶模式下知识储备能描述前驱、后驱、全驱的不同混合动力结构3驱动桥结构简单，制造及维护成本低，动力传输效率高，集成度高占用空间小后轮驱动的动力传输效率更高，可以更好地利用混合动力系统耦合后的动力，适合追求动力性的车型。具有良好的抓地力，可以更好地在路况较差的路段行驶，而且车辆动力性、操作性、安全性也更优前驱后驱全驱一、前驱1.能量回收系统能量回收系统利用车辆的交流发电机回收减速能量从而实现机会充电。机会充电指提高同步发电机在车辆减速或制动停车过程中的励磁。一、前驱2.微混合动力结构怠速-停车或自动停车包括回收并存储车辆的制动能量包括降低发动机怠速时的燃油消耗一、前驱3.轻混合动力结构ISA系统结构轻混合动力结构只有一个离合器，M/G直接与发动机曲轴相连轻混合动力结构是典型的并联前驱传动式混合动力结构SUV的轻混合动力系统一、前驱4.动力辅助动力辅助结构不具有纯电动驱动能力电力驱动仅占总驱动的10%-30%动力总成组件成本搭载有小型发动机具有不同动力传递路径电力牵引设备和储能元件数量成本仍高于传统汽车一、前驱5.双模式混合动力搭载一个功能强大的交流驱动系统电力驱动部分超过30%3000~5000美元一、前驱6.混联式前驱功率分流式电控无级变速器(eCVT)的性能与CVT相似。CVT是由两个M/G进行控制，类似一个无变速机构、无离合器的传动系。调速型M/G和变矩型MG在传动系中分别起到发电机和电动机的作用。发动机曲轴与行星齿轮机构的太阳轮相连。行星齿轮机构的输入功率按太阳轮、行星架和齿圈的相对速度进行比例分配。一、前驱6.混联式前驱（1）功率分流具有两个M/G发动机输出的机械动力行星轮机构齿圈主减速器和车轮一、前驱6.混联式前驱（2）无极自动变速器带式CVT经一次变速将发动机的输人功率传递到一侧，且M/G与变速器与变速器在该侧相连CVT二次变速通过齿轮与传动系的主减速器相连CVT本身可以是带式或环式一、前驱6.混联式前驱（3）集成混合动力辅助变速器工作原理与行星轮的速度累加相同功率分流是通过单M/C实现的而非双M/CM/C与太阳轮连接发动机与齿圈连接输出轴与行星架连接二、后驱1.后轮驱动结构M/G安装在变速器与主减速器之间且将M/G与变速器的输出轴进行集成化处理必须在车速覆盖的较宽范围内运行高转矩交流驱动装置二、后驱2.轮毂电机混合动力FINE-S(燃料电池的创新—运动型)独立轮毂电机能够降低整车重心、提高车辆的操纵性和稳定性微调轮毂电机的转矩等级可以提高牵引控制的动态响应和纵向稳定性。三、全驱更好的抓地力更好地在路况较差的地方行驶车辆动力性、操作性、安全性更高“三擎四驱”“P3电机+P4电机+发动机”三、全驱第二代DM混动系统（唐DM2015）结构第三代DM混动系统（唐DM2018）结构模式1：纯电模式电池供电P3和P4电机共同驱动汽车模式2：串联模式发动机通过变速箱的发电档驱动P3电机发电P4电机驱动车辆，多于电量储存到电池中模式3：发动机通过变速器的发电档驱动P3电机发电唐DM2015工作模式三、全驱2.启动“发动机”：“发动机”启动时，提前提高“发动机”转速，避免“发动机”在燃烧不充分、震动大的低转速区域点火，实现“发动机”快速平稳地启停；1.馈电功能：弥补“第二代DM混动系统”馈电能力弱的缺点3.调节“发动机”转速：在升降挡过程中，“BSG电机”可以调整“发动机”达到指定的转速，从而改善行驶中换挡平顺性。三、全驱唐DM2018内燃机集成了BSG发电启动一体机行驶中用HEV模式不会亏电加速高油耗阶段能用电机补偿动力能够实现中低速增程驾驶可以实现平顺的换挡换挡时主动运行带动发动机稳定曲轴转速课堂测评一、判断题1.根据车辆驱动形式的不同，分为前驱形式的单电机驱动系统和后驱形式的单电机驱动系统。（√）2.单电机驱动系统的一套电驱动总成的核心部件驱动电机、电机控制器和减速器总成，一般是集中分布在相应位置的。（×

）3.三电机驱动虽然效率很高，但系统架构和控制复杂、维护困难。（）4.双电机驱动系统有两套完整的电驱总成构成，每套电驱动总成都主要由一个驱动电机和一个减速器构成，被同一个电机控制器控制。（×

）课堂测评一、判断题5.前驱是最常见的混合动力汽车驱动桥布置方式。

（√）6.双模式混合动力结构属于前驱传动结构，它搭载有一个功能强大的交流驱动系统，且电力驱动部分超过30%。（√）7.双模式混合动力汽车的成本比传统燃油汽车高3000~5000美元，其中电机占了大部分的增加成。

（×）8.后驱混合动力汽车的缺点在于所需的转矩较高，同时连续啮合的自旋损失会影响燃油的消耗，且封装困难。

（√

）9.唐DM2018作为一款四驱混动车辆，其共有四个电机来保证车辆的行驶。

（×）课堂测评二、选择题1.集中式驱动系统一般由哪些部件组成（ABC）【多选题】A.电机B.变速器C.差速器D.互锁管理功能2.轮毂驱动系统有哪两种结构类型（AC）【多选题】A.内定子外转子结构B.双定子结构C.内转子外定子结构D.双转子结构3.轻混合动力结构只有一个离合器，其电机(ISG)直接与发动机（D）相连。【单选题】A.皮带B.飞轮C.正时链条D.曲