澳門葡京

为什么说两档电驱动后桥是电动汽车更好的选择?

作者:澳門葡京  来源:澳門葡京娱乐  时间:2019-11-05 20:19  点击:

  由于驱动电机无级变速的特性,区别于内燃机狭窄的高效区而必须匹配多档位变速箱才能有良好的动力表现,如今绝大多数纯电动汽车匹配固定齿比减速器,区别于一档箱的司空见惯,匹配两档乃至多档变速箱的纯电动汽车凤毛麟角。

  如上图所示,电机在整个转速范围内有恒扭矩区和恒功率区两个区域,电机起步就可以输出最大扭矩,随着转速的上升,扭矩保持不变,而功率逐渐增大,之后随着转速继续增大,扭矩开始下降,进入恒功率区。

  开手动档的朋友都知道,高速想超车就要降档,原因就是需要输出更大的扭矩完成加速,而电动车进入恒功率区后,扭矩反而开始下降,导致车辆后段加速乏力,这就是电动车起步比燃油车猛、而中后段却会被反超的原因。

  ▲所以,宝马i8匹配GKN两档减速器,它使得宝马i8拥有更加优秀的加速性能,纯电模式下最高车速可达250km/h。

  第三就是两档箱存在一定的技术难度,这也是特斯拉Roadster开发初期规划用两档箱而最终未能如愿的原因。

  和内燃机不同,电动机并不是转速越高效率越高,所以那些匹配单档减速器的电动车,靠电机的高转速来提升最高车速的时候,电机已经远离高效区(见上图)。

  而匹配两档箱后,不但可以继续加大输出扭矩、提升最高车速,还能把驱动电机拉回高效区,所以有研究指出,配备两档箱后,电动汽车能够增加10%的续航。

  大家都知道燃油车的三大件是发动机、变速箱和底盘(悬架),很多人对桥的概念并不明确,因为严格来讲,并不是所有乘用车都有车桥(驱动桥),更是只有高档轿车和越野车才有驱动后桥。

  通常的驱动后桥需要配备纵置传动轴,后桥本身由桥壳、主减速器、差速器、半轴和制动器等部件构成,主要承担传递扭矩驱动车轮、承载车重等功能。

  电驱后桥顾名思义,就是由电来驱动的后桥,对于乘用车的承载式车身来说,整体式桥壳也不再被需要,所以我们通常见到的电驱动桥是这个样子的:

  当然,电驱动桥不仅仅局限于纯电动车,混动和燃料电池汽车都可以应用。目前所谓的“三合一”电驱动桥是指集成了电机、减速器和电控部分的电驱动总成。

  其次是一些混动车型,在前轴已经有电驱的情况下,通过增加电后驱提升驾驶和高速性能,并实现一定的四驱越野和脱困能力,比如长城WEY P8和比亚迪唐混动;

  第三种是传统燃油车转型而来的混动车,在不想对整车架构做大的改动的情况下,通过增加电驱后桥实现混动目的,不但拿了补贴,还降低了油耗,同时通过电后桥实现了混动四驱,一举三得。

  ▲某两档电驱后桥,由驱动电机、减速齿轮组、差速器和换档执行机构组成;电机采用永磁同步电机,水冷;具备制动能量回收功能。

  普通电动车为了获得起步时较大的扭矩,需要较大的减速比以便把电机输出的扭矩放大以驱动汽车,一般固定齿比减速器的减速比在8-10之间,但是较大的减速比同时意味着加速时无法通过减速器获得更高的车轮转速,所以最高车速不会太高。

  而两档电驱桥,以某品牌为例,其一档速比14.8,起步时扭矩更大,百公里时速时间更短;二档速比5.05,在车速上来后,通过降档还能持续获得电机大扭矩的加持,使车速继续提高。

  从上图可以看出,同样的电机转速,两档箱在处于一档时会获得更大的扭矩,在车速提高后,二档又会获得较高车速。

  较小的二档速比还能保证电机不会经常处于较高转速区间,不但避免了电机高速啸叫,获得了更好的NVH,同时避免了高速电机难以解决的轴承润滑、密封和弱磁问题。

  通过上图的仿真可以得出:使用两档箱后,电耗能够降低6.3%,电池容量可以减少8%,续航里程能够增加6.4%。

  匹配固定齿比减速器,电驱动桥能够给予车辆的驱动模式选择比较单一;使用两档箱后,则可以根据不同工况通过调整换挡输出更加合理的动力曲线,换档点丰富了许多;不但提高了系统效率、提升了动力性能,还可以匹配不同种类和转速的电机。

  上图示例的两档桥采用紧凑的行星齿轮和定轴齿轮组,将动力输出的差速器和电机转子做平行布置。

  尽管两档电驱桥有着诸多优势,但若想批量推广,难度也不小:首先是成本问题,由于结构复杂必然带来成本的上升;其次是换挡功能带来了维护保养的困难,第三是相比固定齿比减速器略大的体积,对于本就不充裕的后悬空间,布置更加困难。

  在现阶段,电动车首先要解决的是续航问题,也就是里程焦虑,对于性能和效率的追求显然不是最紧迫的。

  吉凯恩、博世和舍弗勒等都已经有两档电驱动桥的产品了,目前阶段电机是否需要两挡减速器尚存在一些争议,但电驱动桥轻量化、集成化的趋势依然没变,电机、电控、减速器三合一的电驱动桥将会成为未来新能源车型发展的趋势和目标。

澳門葡京
上一篇:【分享】汽车气门异响的诊断与排除 下一篇:19款丰田FJ酷路泽顶配双插锁天津港口价