01

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成

電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器三個(gè)部分組成（圖1、圖2）。在車(chē)輛行駛過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)來(lái)自動(dòng)力蓄電池的電能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，并在減速過(guò)程中將車(chē)輛動(dòng)能產(chǎn)生的電能為動(dòng)力蓄電池充電。驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有電動(dòng)和發(fā)電功能。驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器通過(guò)轉(zhuǎn)子軸的花鍵結(jié)構(gòu)連接。

?

減速器總成由左右箱體和兩級(jí)齒輪副及差速器機(jī)構(gòu)組成；驅(qū)動(dòng)時(shí)，將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速扭矩，降速增扭后傳遞到驅(qū)動(dòng)軸以驅(qū)動(dòng)整車(chē)運(yùn)動(dòng)；發(fā)電時(shí)，將整車(chē)傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速扭矩，增速降扭后傳遞到電機(jī)發(fā)電；實(shí)現(xiàn)整車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的差速功能。

電機(jī)控制器在驅(qū)動(dòng)時(shí)，將高壓直流電通過(guò)IGBT功率模塊，轉(zhuǎn)換成三相交流電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出動(dòng)力給減速器；發(fā)電時(shí)，將電機(jī)線圈端產(chǎn)生的三相交流電通過(guò)IGBT模塊，轉(zhuǎn)變成高壓直流電，給電池充電。 ?

02

驅(qū)動(dòng)電機(jī)功能

驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有兩個(gè)功能：一是將動(dòng)力蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)力；二是通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪的再生制動(dòng)產(chǎn)生電能，將車(chē)輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能為動(dòng)力蓄電池充電。 1．行駛時(shí)（圖3）

（1）通過(guò)打開(kāi)／關(guān)閉功率晶體管，交流電被發(fā)送到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子線圈。

（2）通過(guò)將6個(gè)功率晶體管的輸入切換到驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可以切換各相線圈的磁力方向，并在驅(qū)動(dòng)電機(jī)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

（3）轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)子磁體，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向吸引／排斥而旋轉(zhuǎn)。

2．再生制動(dòng)時(shí)（圖4）

（1）在減速期間，從驅(qū)動(dòng)輪傳遞來(lái)的驅(qū)動(dòng)力使轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)，當(dāng)永磁體改變轉(zhuǎn)子線圈周?chē)拇磐繒r(shí)，會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)作用，從而在定子線圈中產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)，在定子線圈中產(chǎn)生電流。

（2）來(lái)自定子線圈的交流電動(dòng)勢(shì)輸入到逆變器，并通過(guò)三相波整流將其轉(zhuǎn)換為直流電。

（3）逆變器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，從而為動(dòng)力蓄電池充電。 ?

03

驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)

1．定子

驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子組件會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子線圈。定子組件由定子鐵芯和定子線圈組成。定子組件采用矩形導(dǎo)線分布繞組。通過(guò)采用矩形導(dǎo)線分布繞組，可以流過(guò)大量電流。從而可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩，定子線圈及其橫截面如圖5所示。

定子組件在再生制動(dòng)期間通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子線圈來(lái)產(chǎn)生電流。在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，電流流過(guò)定子線圈，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在再生制動(dòng)期間，隨著磁通量在轉(zhuǎn)子線圈周?chē)淖兓?，電磁感?yīng)作用會(huì)產(chǎn)生電流。如圖6所示，定子線圈具有U相，V相和W相的三相構(gòu)造，并且采用星形連接來(lái)連接線圈。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩波動(dòng)而產(chǎn)生噪音和振動(dòng)。為了減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)范圍，定子采用了紋波減小結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

2．轉(zhuǎn)子 如圖8所示，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子芯，轉(zhuǎn)子線圈，轉(zhuǎn)子軸和其他零件組成。轉(zhuǎn)子采用了永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)（內(nèi)部永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)）。永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)在其中嵌入了永磁體轉(zhuǎn)子，并可以實(shí)現(xiàn)高扭矩和高轉(zhuǎn)速。

（1）行駛時(shí)

定子線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使轉(zhuǎn)子線圈的永磁體吸引／排斤，從而使轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組件將旋轉(zhuǎn)力傳遞到花鍵嚙合的驅(qū)動(dòng)橋，以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪。

（2）再生制動(dòng)時(shí)

來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并使轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)。當(dāng)永磁體改變轉(zhuǎn)子線圈周?chē)拇磐繒r(shí)，會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)作用，從而在定子線圈中產(chǎn)生電流。

（3）操作方式

①驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向隨著對(duì)每個(gè)定子線圈相的輸入進(jìn)行切換而被切換改變功率晶體管的組合。 ②駕駛員進(jìn)行變速操作時(shí)，變速位置信息從電動(dòng)變速桿組件輸入到VCU。 ③ VCU根據(jù)輸入的換擋位置信息將驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正向／反向旋轉(zhuǎn)添加到所需驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算中。 ④逆變器切換輸入到定子線圈的電功率，以執(zhí)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正向坂向旋轉(zhuǎn)。

（4）前進(jìn)時(shí)

通過(guò)輸入到各相的電流，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并且車(chē)輛向前行駛（圖9）。

（5）倒車(chē)時(shí)（圖10）

當(dāng)通過(guò)切換三相中的兩個(gè)來(lái)將電流輸入到驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子線圈時(shí)，轉(zhuǎn)子沿反向旋轉(zhuǎn)并且車(chē)輛反向。

審核編輯：黃飛

?