纯电动客车传动系统的技术研究

1 引言

纯电动客车具有经济环保、运行平稳、噪声污染小、安全性能高等特点，满足汽车行业可持续发展的要求。在纯电动客车中，主要由能源、变速及驱动等几方面构成，而动力传动系统是决定纯电动客车性能的最关键因素，同时能够决定纯电动客车的经济技术实用性。纯电动客车的动力源为动力电池和电动机，由动力电池向电动机提供电能，电动机将电能转化为动能通过传动系统驱动车轮使客车运行，所以传动系统也是纯电动客车的核心系统，对其相关技术的开发和应用具有十分重要的作用。因此，对研究纯电动客车传动系统相关技术，探讨纯电动客车的创新升级，有助于促进汽车行业进一步发展。

2 纯电动客车传动系统技术分析

现如今，我国的纯电动客车一般采用电动机后置，后轮驱动的布置方案，固定速比由驱动电机直接驱动，配备电动液压助力转向系统、车载充电机、动力电池管理系统，实现了整车电动化设计方案。整车动力系统由动力电池系统、电驱动系统、整车控制器、电动附件、专用显示仪表及车载终端系统等组成。各子系统通过通信网络实现通信和信息交互。我国纯电动客车传动系统有以下两种重要模式：一是驱动行驶模式，动力电池将电能通过集成控制器提供给驱动电机，驱动电机将电能转化成动能，并将动能传递给驱动桥驱动车辆。二是减速制动模式，车辆反向带动驱动电机，驱动电机将动能转化成电能，通过集成控制器向动力电池充电。实现在车辆滑行和制动时能将电能回收给动力电池，同时辅助车辆制动，起到缓速器的作用。从而达到启动爬行、纯电动驱动、再生制动能量回收等功能。

传动系统是纯电动客车的最关键系统之一，占据纯电动客车的重要地位，也是保证其性能的最核心部分。由于电动机驱动的灵活性可以有多种组合方式，归纳其典型的基本结构主要有四种：传统的驱动模式、电动机-驱动桥组合式驱动方式、电动机-驱动桥整体式驱动方式、轮毂电机分散驱动方式。由于车辆转弯时外侧车轮的转弯半径比内侧转弯半径大，所以需要通过差速器来配合两侧车轮转速不同的要求。前两种传动组合方式应用比较广泛，采用具有行星齿轮结构的机械式差速器，在一定程度上限制了纯电动客车的发展，在传动过程中无法有效提升经济性能，长时间运行中无法保持能量，造成传动效率降低，不利于续航里程的提升；第三种模式通过电动机与驱动桥形成整体驱动系统，差速器可用机械式或电控式，能够使传动系统更加紧凑。在实际运行过程中，在负荷相同的条件下，能够有效提升纯电动客车的负荷率，同时提高工作效率，降低电能消耗，提高动力性能，有效增加续航里程。并通过前后双轴进行再生制动，可以缩短制动距离，有利于能量利用率的提升，具备更高的经济性和动力性能，而且能够提高纯电动客车的操控性能，获得更好的驾驶质感。而第四种轮毂电机分散驱动模式，将独立控制电机的驱动系统直接安装在四个车轮上，结构更加紧凑，达到前所未有的机动性能，完全可实现电子差速控制，操作简单。在车辆运行过程中，功率由轮毂电机提供，并且可以回收能量。同时，轮毂电机可以产生保护作用，以便获得后备功率，而在减速的过程中，轮毂电机可以对能量进行回收，有效的改善能量的利用效率。驱动系统的简化能够提升轮毂惯量，纯电动客车的操控性能将有效提升。

3 纯电动客车传动系统的优化

在进行纯电动客车设计时，需要采用科学的方法对传动系统进行分析，并根据实际情况进行相应的优化，提高传动系统的安全性和稳定性，满足对传动系统的质量要求：

3.1 做好结构设计优化

可以通过省略部分传动部件，使车辆结构既合理又简单。对于传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器等部件都是必不可少的部分，而这些部件不但质量重、使车辆结构更复杂，同时也存在需要定期维护和易发故障等问题。在纯电动客车可以应用轮毂电机这种技术来优化这个问题，使车辆结构更为简单，获得更好的空间利用率，同时提高系统的传动效率。传动形式由原来的机械硬连接变为只需要电缆进行供电的软连接形式，同时可以通过轮毂电机实现车轮独立驱动，车轮可以实现独立控制，电动机的控制响应快、精度高，同时通过左右车轮的不同转速甚至反转实现车辆的差速、转向和倒驶，减小车辆转弯半径，轮毂电机还可以实现车辆再生制动能量回收。但应用此技术，将在系统密封方面、启动电流和转矩平衡、驱动车轮的差速和散热等方面均有较高要求，需要在设计优化上解决这些问题。

文章来源：《西域研究》 网址: http://www.xyyjzz.cn/qikandaodu/2021/0611/773.html