新能源汽車動力傳動系統優化研究

王春風，趙青青

(黑龍江東方學院，哈爾濱 150086)

環境污染和能源短缺是影響汽車行業發展的兩大因素，新能源汽車的出現，促進了汽車行業的發展。與傳統汽車相比，新能源汽車真正做到了零排放、低噪聲，實現了節能減排的目標，逐漸取代了傳統汽車，是未來最理想的交通運輸工具。新能源汽車的驅動主要來源于動力傳動系統的支持，而該系統的運行離不開動力電池，因此傳動系統和電池在一定程度上影響著新能源汽車的發展。目前，新能源汽車技術尚不成熟，其動力傳動系統還需完善。電動機電池的使用情況和電機壽命影響著新能源汽車的運行。傳動技術設計與內燃機汽車結構設計基本相同，但其與燃油汽車發動機的機械特性完全不同，所以機械傳動裝置也存在差異。應充分考慮動力性和經濟性，對新能源汽車動力傳動系統進行優化升級，加強對電機特性的研究，實現保護環境的目的。

1 新能源汽車

與傳統汽車相比，新能源汽車的動力來源主要是除汽油、柴油以外的非常規燃料，或采用車載動力裝置來達到控制汽車的目的。按照動力來源，新能源汽車可分為混合動力電動汽車(HEV)和純電動汽車(BEV)，包括太陽能汽車、燃料電池電動汽車(FCEV)和其他新能源汽車等。混合動力電動汽車是將傳統燃料與電力相結合，改善傳統電動車耗油多的問題。純電動汽車主要依靠電力來為汽車提供驅動力，大多采用電機驅動，也有部分車輛是直接將電動機裝在發動機艙內，其特點是操作靈活簡便，但電力儲存技術還需進一步完善。燃料電池電動汽車主要依靠電流來產生動力，電流經過特殊的化學反應后，能夠發揮控制汽車驅動的作用。這種汽車的優勢是以電力為主，尾氣排放量為零，也不會產生較大的噪聲污染，對環境的破壞較少。

2 傳動系統的主要類型

2.1 單電機傳動系統

市場上大多數純電動汽車的傳動系統是單電機傳動系統，配置與內燃機汽車結構類似，通常只需一個電動機、一個電源、變速器和控制器就可以完成整個工作，較為穩定，操作方便。但其對功率要求較高，設計時需要考慮電機尺寸和質量。目前，單電機傳動系統的制造技術已經比較成熟，隨著社會經濟的不斷發展，新能源汽車技術也會逐漸適應社會發展需求，提升汽車整體性能，促進社會發展。

2.2 主電機+輪轂電機傳動

與單電機傳動系統相比，主電機+輪轂電機傳動系統的結構設計更加復雜，它由兩個輪轂電機、一個電機控制器、主減速器和變速箱組成。

注釋：1：主電動機；2：電機控制器；3：蓄電池；4：輪轂電動機；5：變速器；6：驅動橋

由主電機+輪轂電機傳動系統控制的新能源汽車能夠順利行駛的關鍵是主電機，不同于單電機，主電機可以無限地為新能源汽車提供功率。輪轂電機在汽車超負荷運行下，可對主電機起到保護作用。其以前軸為主要驅動力，輪轂電機作為輔助驅動力來確保功率的穩定性。該系統還能適應惡劣環境，有效解決輪轂電動機的散熱問題。

2.3 雙電機雙軸驅動純電汽車驅動系統

該系統是一種新型驅動，工作原理是采用電機結合的方式將前后橋進行組合，主要由電動機、減速器、驅動橋三部分組成，這三部分軸之間關系緊密，一定程度上能夠保證驅動系統的穩定運行。

圖2 雙電機雙軸驅動純電汽車傳動系統

整個系統中的兩臺發動機可確保車輛能夠承載更多的負荷，提高工作效率。雙軸驅動設計可以全面提升汽車性能，保證汽車運行時產生再生制動，從而達到縮短電動汽車制動距離的作用，提升汽車的能量回收率。

3 混合動力優化分析

3.1 串聯式混合動力系統

串聯式混合動力系統以發動機為驅動，通過電動機控制器將產生的電能儲存在電動機的電池或電動機中，實現電動車的平穩運行。蓄電池為發電機與電動機持續供能，發揮著重要的平衡功率的作用。此系統適合多次停車然后起步，且行駛速度不快的情況，被廣泛應用于電動公交車。實際工作中，如果將發電機系統進行優化，使其始終保持良好的工作狀態，則可以間接地調整車速。

3.2 并聯式混合動力系統

并聯式混合動力系統的發電機和電動機以并聯形式存在，隸屬于兩個不同的體系，可以分別從不同位置向汽車提供運行動力，也可單方面提供動力。當汽車遇到較大上坡時，發電機和發動機可以同時提供動力，爬坡成功后，就可以由發動機單一地提供動力，維持原速度行駛。汽車速度穩定不變時，此系統發電機的利用效率最高，在快速車道行駛時，可以很好地控制燃油的消耗。

3.3 混聯式混合動力系統

混聯式混合動力系統將串聯和并聯式混合動力系統相結合，綜合了兩個系統的特點和優勢，對發電機和電動機進行了整合優化，結構相對更完善，可保持良好的工作狀態，實現節能環保的目的。

4 結語

新能源汽車能夠節能減排，保護環境，其驅動方式不再依賴柴油、石油等能源，而是將電力直接轉化為電能，極大地降低了對環境的污染。分析了電動汽車的工作特點，提出動力傳動系統的優化設計，實際應用中，應充分發掘新能源汽車的優勢，為人們出行提供更大的便利。