電動汽車的電氣傳動系統研究

傳統燃油汽車在使用的過程當中，會因為燃料燃燒不充分而產生大量的有害氣體，這對環境造成了極大的污染。為了更好地解決當下日益嚴重的環境污染問題，同時滿足人們的出行需求，電動汽車因此應運而生。它以電機來驅動車輪形式，擁有內燃機和蓄電池這兩個動力源，因此可以有效減少各種有害氣體的排放量。在電動汽車研發的過程當中，電氣傳動系統的設計與開發是十分重要的。基于此，本文從電動汽車電氣傳動系統的基本要求和電動傳動設備在電動汽車中的布置方式這兩個角度出發，對電氣傳動系統進行了研究與分析。

：電動汽車;電氣傳動系統;機電一體化

汽車在運行的過程當中經常需要面對比較復雜的路況，它們既需要在高速公路上飛馳，又需要能夠面對上下坡、臨時超車、緊急剎車等情況，同時還需要能夠適應雨雪等惡劣天氣。無論在什么樣的條件下，車輛在運行的過程當中都要承受道路的顛簸與振動，確保駕駛人與乘坐人的安全。對于電動汽車來說，電氣傳動系統代替了傳動燃氣汽車的機械推進系統，電池則代替了汽油來為車輛的運行提供能源。電動汽車需要在滿足少排放目標的基礎上，實現上述的各種目標。這對電氣傳動系統提出了更高的要求。

1.1對轉矩的要求

基速以下比較大的轉矩需要能夠適應車輛在運行過程當中快速啟動的要求，同時還需要滿足車輛在運行過程當中的加速、負荷爬坡以及頻繁起停的要求。而基速以上比較小的轉矩則需要滿足恒定功率的要求，這樣才能使車輛以最高的速度在高速公路上行使，同時可以滿足車輛隨時超車的要求。

1.2對系統保障的要求

電動汽車電氣傳動系統的操縱性能需要與司機平時的駕駛習慣相適應，確保駕駛員在使用的過程當中能夠平穩運行，乘客的乘坐環境比較舒適。與此同時，當電氣傳動系統出現失效情況的時候，能夠確保車輛運行的安全性。比如在電壓命令信號線、電流反饋線或者位置檢測線出現了斷路或者斷路的時候，電氣傳動系統能夠及時發現這些事故，能夠立即切斷電機的電源。從而避免引起車輛的振蕩、給駕駛員和乘客帶來不良的影響。

1.3對轉矩和轉速運行范圍內效率的要求

為了更好地滿足車電動汽車的實際運行需要，電氣傳動系統的轉矩與轉速運行范圍內效率需要滿足一定的要求，這樣才能使電池在一次性充電之后行使更長的距離。目前電動汽車電池的續航能力仍然是需要解決的重要問題，只有開發比能量更高的新型電池才能解決這個問題的主要辦法。與此同時，還需要進一步減低電氣傳動系統的損耗率，提高能源的利用率。

1.4其他要求

為了避免在使用過程當中出現頻繁維修的情況，同時也為了更好地抵抗在使用過程當中出現的顛簸與振動，電機與電控裝置的結構應該比較堅固，體積要盡可能小、重量也要盡可能輕。與此同時，目前電動汽車的價格還比較貴，這成為了人們購買電動汽車的重要顧慮，因此為了解決這一問題，電動汽車單位功率的系統設備價格要盡量降低。

目前的電動汽車主要有傳電動汽車與復合動力電動汽車這兩大類。下面對這兩種電動汽車電氣傳動設備的布置方式進行分析。

2.1純電動汽車的電氣傳動設備的布置方式

第一是單臺電機的情況，在運行的過程當中主要是通過減速機與差動齒輪來驅動前后輪軸的。第二種是兩臺電機的情況，它們主要是共同通過減速機和差動齒輪來進行驅動的。也有二者分別驅動減速機和差動齒輪的情況。第三種是車輪的電機可以直接進行驅動。通常來說，電機會直接裝在車輪的輪箍內，與車輪成為一體。這種情況下電機可以直接作為外轉子式，不需要減速帶。也有很多電機會作為帶減速帶的緊湊型結構，這需要根據實際情況進行設計。

2.2符合動力電動汽車的電氣傳動設備布置方式

第一種是串聯復合式。串聯復合式的作用原理是電機通過減速機與差動齒輪來驅動前后輪軸，燃油發動機與交流發電機被獨立安裝在系統當中。第二種是同軸并聯復合式。電機依然是通過減速機和差動齒輪來實現對輪軸的驅動，而燃油發動機則是通過自動離合器與電機實現同軸安裝的。第三種是異軸并聯復合式。這種形式的電氣傳動設備的前后輪軸是由不同的能源所驅動的，在實際運行的過程當中可以根據情況進行自動交替。最后一種是小電機同軸復合式。小功率的電機會直接安裝在發動機的曲軸上，小容量的電池組可以為電機的運行獨立供電。

總的來說，近年來各種新型電池的研發與復合動力電動汽車的應用推動了電動汽車的發展。為了更好地滿足汽車運行的需要，為駕駛員和乘客創造良好的使用環境，對電氣傳動系統的發展與完善是十分重要的。在布置傳統設備的時候，需要根據實際需要選擇合適的方式，為電動汽車的運行提供根本保障。

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作者簡介：高淑婷?女?1990.04.25?黑龍江省，研究生?講師?電氣工程