集成式電驅動橋在商用車中的應用

譚長珅

摘 要：近年來，伴隨能源與環境問題日益嚴重，汽車尾氣已經成為大氣污染的重要來源之一，新能源汽車逐漸成為未來汽車行業的發展趨勢。基于此，文章將以集成式電驅動橋在商用車中的應用作為切入點，在此基礎上予以深入的探究，相關內容如下所述。

關鍵詞：集成式電驅動橋;商用車;應用

1 集成式電驅動橋的結構

1.1 動力電池

新能源汽車的主要儲能要依附于動力電池，通過給電池進行充電，其存儲的電能可以驅動新能源汽車，而電池通常是由不同單體電壓進行串接，單體電壓為3.6伏特，舉例說明80串，那么就是3.6乘以80總電壓就是288V。新能源汽車的電池通常經BMS進行控制，主要是控制單體電壓和溫度，控制單體電壓一致性，在此基礎上可以確保整車電壓的穩定性。電池安裝區域通常為新能源汽車的底盤下端，因此對電池的防護要求相對較高，通常為IP67或IP68。新能源汽車的電池基本為三百公斤，為整備質量的百分之十左右。因此要側重于新能源汽車動力電池質量能耗系數。

1.2 電機控制器

電機控制器作為整車大三電之一，在整車中也是比較關鍵的一個零部件，它是通過接收VCU控制指令，如轉速，扭矩等指令，從而控制整車的低速、高速、前進、后退等動作。

1.3 驅動電機

目前驅動電機主要包括交流異步與永磁同步兩類，同時其功率也從四十千瓦提高至幾百千瓦。電機包括水、風冷兩種，大功率通常以水冷為主，而小功率則以風冷為主。若溫度增加至電機會縮減功率運轉，而溫度增加至一定的區間則停止輸出。

2 集成式電驅動橋系統設計

以現階段主流純電動客車8.5m為研究對象予以設計。驅動容量設計：目前設計為低速永磁同步水冷電機，其功率極值為300gb，扭矩2070納米，4000rpm的轉速。軸向載荷為八噸，軸向速度5.857，其自重五百五十公斤。驅動軸重四十公斤，其輪胎驅動力矩極值2070×5.857=12100nm。三十赫茲下為動力總成懸置系統的基礎頻率，不超過動力總成的最低彈性模態系數。

此次研究擇取高速永磁同步水冷電機作為驅動，等效電源基礎上電機功率為二百零五千瓦，扭矩為五百納米，轉速超過12000rpm，重量為一百二十公斤;車比橋速設計為24.8，自重五十八公斤，無驅動軸設計。驅動輪胎驅動力矩極值為12400N·m。

依附于車橋螺旋錐齒輪的設計標準，網格中齒輪齒形擬定為凸面，另一端則以凹面為主。驅動時凸面參與嚙合，反向凹面參與嚙合，制造能力限制無法從根本確保凸面與凹面的制造精度制衡。通常在齒輪設計制造的時候，尤其擇取嚙合凸面作為高精度齒面即電動汽車的一個基礎，使驅動電機在行駛的時候可以向前驅動汽車，進而制動，這樣電動汽車在制動過程中的動能即可轉化成電能，所以具有較強的節能性。電機制動時，齒輪的凹部參和嚙合受齒輪凹部精度具有一定的局限性，若反向生成能力回收設置超過百分之三十，那么齒面會出現異常，更有甚者會造成齒輪的損壞。此次研究設計了一種創新的解決方案。見圖1，平行布置電機與新能源汽車行駛方向垂直，任何驅動齒輪均能夠設計成圓柱齒輪、圓柱齒輪的設計與加工可以確保較高的精度。

3 集成式電驅動橋的應用

集成式電驅動橋與初代電驅動總成相比，減少了傳動軸，縮短了前后方向的長度，如圖2所示。采用該方法可增加前后門距離提高整個車廂內部的有效空間。

4 集成式電驅動橋方案與傳統方案指標的比較

通過上述方案可以看出電機集成式電驅動橋具有與傳統純電動汽車橋系統扭矩與傳動能力相同的優點：（1）車橋系統集成了電機總成，傳動效率高，車輛布局方便;（2）制動能量回收能力大大提高可達95%;（3）系統輕量化：8.5m純電動客車動力總成重量208公斤;（4）改進設計后，整車提高了其運行時的平穩性，以及經過試驗后可得出隔振效果明顯有所改善。

5 結語

經此次研究，有針對性的提高純電動車輛的創新性能，在此基礎上提出集成式電驅動橋設計，經輕量化能夠明顯深化新能源客車EKG指標與續航性，因此彰顯高傳動效率、高制動能量回收能力。同時在深化汽車平順性與舒適性等方面具有深遠的意義，雖然具有一定的多元化特性，同時涉及了一系列不用方向的因素，不過在不久的將來這些問題將迎刃而解。通過能量法解耦的設計方法能夠從根本深化懸置系統的隔振有效性，同時此方法并非具有專一性，其并不存在特殊要求，因此能夠被廣泛使用。

參考文獻：

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