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图1单电机驱动的三种模式
b)双电机驱动的四种模式
图2双电机驱动的四种模式
2)分布驱动主要分为轮边电机与轮毂电机三种
a)后轮两个轮边电机;
b)后轮两个轮毂电机
c)全轮的轮毂电机。
三、直驱大型公交车受到推崇的基本原因分析
国标规定大型公交车最高速度为≦79公里/小时,一线城市用机器时刻提醒司机行车速度不要超过≦50公里/小时,公交公司目前实际运营平均速度在30公里上下,城市大型公交车不准上城市高架路。
直驱方案的基本含义是,不配变速箱。变速箱的基本功能,在变速箱输入端接受电机的输入功率,而在变速箱输出端进行扭力和转速之间变化比的切换。
大型公交车最高速度为≦79公里/小时已经较低了,但对扭力要求偏高。这个工况必然要求是大扭力和低转速电动机,显然采用多档位的变速箱,显得有些富裕。加上目前国产3档以下的变速箱,技术性成熟度离公交公司的要求,还有一个距离。
笔者观点是,大型公交车当时下用直驱方案也是不得已的临时措施。但是经过长时间实践证明,采用直驱方案不是最理想的,但还是符合我国公交车实际工况的,后续要改进基本思路是,
a)在大扭力电机的基础上,改善高速的效率;
b)在大扭力电机的基础上,再配性能稳定的AMT;
c)电机布置在中间位置偏后,如果AMT性能不稳定,暂时不配为宜。
四、当下通勤纯电动客车配AMT为宜
AMT中文的意思自动离合变速箱,通俗地理解,在手动变速箱的基础上,加了一套计算机控制的系统,就能实现自动换挡。实际产品有工艺性要求,如果直接在传统的手动变速箱上,加载一套计算机控制的系统,实现自动换挡,其效果并不理想。
开发一套适宜纯电动大型客车的配套的AMT的难点,不在计算机控制系统,而在执行部件及与手动变速箱的机械接口上。
一直没有出现过,传统发动机不配变速箱的汽车。中国汽车要在传统汽车上超过国外品牌汽车,大家讨论较多是发动机技术前沿技术在国外。行业内的人都知道的,变速箱的沿技术也在国外。中国发展纯电动汽车,公交车已经出现直驱方案的电动公交车。如果直驱方案能再优化,直驱方案出现在其他类别的电动汽车也是有可能的。
当下通勤纯电动客车配AMT的基本理由是:
a)有了AMT,动力性能较好、电耗较低,尤其在高速运行时,电耗低更为明显;
b)有了AMT,系统重量也更低,最高可减重40%;
c)对电机和电机控制器要求,可以降低较多;
d)AMT在换挡可能存在动力中断问题,但是通勤纯电动客车换挡不频繁。
苏州绿控、南京越博在AMT研发上、市场部开拓上做了大量的工作,綦江齿轮在AMT要的3-4档的变速箱上,投入了大量的人力、财力研究和开发新产品,取得的进步,应该说还是可圈、可点。
归纳一句话,当下通勤纯电动客车配AMT在电耗、动力性、成本等方面有一定的优势,但是前提是AMT性能必须稳定。
五、无传统轴的直驱方案的优缺点分析
前面提到的直驱方案,还是有传动轴的。目前在专用物流车已经出现无传统轴的直驱方案,即电机横置集中在驱动桥上,取消了传动轴和传统的锥齿轮或螺旋伞齿轮的主减速器。其意图是,提高传动效率、动力性较强,效降低电耗、也减轻了质量。目前的困难是非簧载质量较重,导致车辆的舒适性变差。笔者的观点,这个方案如果要用客车上,理由还不十分充分。
六、集中式双电机驱动方案的优缺点分析
对双电机驱动方案,笔者一直没有看懂其设计者的基本意图。是弥补单电机的不足,更好的节能?双电机驱动方案一个高速电机,另一个是低速电机。彼此之间一定是要组合地工作。但是必须要有两个电机控制器,整车控制器要协调两个电机控制器。这种方案对外行人而言,其是越来越复杂了,成本也是越来越高之嫌。北京精进电机在尝试这个方案,市场反应如何?有待验证。
七、轮边(轮毂)电机方案还是亮点,离热点距离较远
发动机汽车离不开离合器、变速箱,纯电动公交车采取直接驱动也是不得以而为之。无传统轴的直驱方案用于客车,如何克服非簧载质量较重困难,还看不到其可行性。
开发轮边(轮毂)电机方案的基本意图是什么?
a)是便于能量回收?有多少都能量可以回收;
b)是便于汽车横向移动?横向移动对客户有而言,有多少增值;
c)降低公交车客车的地板高度?目前公交车地板高度还可以降多少,对客户有多少增值。
(1)轮边驱动方案优缺点分析
假设轮边电机性能是稳定的,下面仅仅从汽车驱动技术上予以分析。轮边在车辆两侧分别配一个电机,单独驱动该车轮,它取消了主减速器和差速器,意图是电耗较少。目前的难题有2个:
a)高速转弯和路面颠簸上的差速控制,电子差速器的性能还不能与机械差速器的性能相比。这是一个严重的技术上的安全隐患问题。
b)非簧载质量较高,导致客车舒适度严重下降。这样的产品推上市,客户部会买吗?
(2)轮毂电机方案优缺点分析
假设轮毂电机性能是稳定的,下面仅仅从汽车驱动技术上予以分析。
轮毂电机是安装在轮毂里面的。省去了传动轴、减速器等,其效率可能更高,更节能。但是认真研究一下,轮边驱动方案的不足,轮毂电机方案都有。还有一个安全隐患,就是电机控制器集成到轮毂电机里,可靠性如何保障?
八、研究结论
当下以集中驱动为主,未来才是分布驱动。目前客车企业面对市场开发的纯电动客车产品,动力布置的基本技术路线是:单电机+AMT(变速箱(2-3档)+传动轴+传统桥。如果是产品研发(或者后者是零部件验证),就另当别论了。
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