緊湊型混合動(dòng)力汽車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

隨著人們環(huán)境意識(shí)的提高，促進(jìn)了混合動(dòng)力汽車的使用。出于對(duì)環(huán)境的考慮，混合動(dòng)力汽車多采用緊湊型設(shè)計(jì)，很少采用四輪驅(qū)動(dòng)，致使混合動(dòng)力汽車無(wú)法在海拔高度變化較大的城市中使用。對(duì)此，日本愛(ài)信精機(jī)公司與豐田汽車公司合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)緊湊且高效的電動(dòng)汽車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)該電動(dòng)汽車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特征進(jìn)行了介紹。

常見(jiàn)的混合動(dòng)力汽車采用前置前驅(qū)的布置方式，而開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力汽車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要對(duì)現(xiàn)有的汽車封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行小幅度更改，同時(shí)其還應(yīng)具有較高的緊湊性、較低的成本和較高的效率。為了滿足上述要求，所設(shè)計(jì)的后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（包含一個(gè)異步電機(jī)、一個(gè)兩軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）采用機(jī)油攪拌阻力抑制結(jié)構(gòu)。異步電機(jī)能夠在電機(jī)兩端通電產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。與傳統(tǒng)電機(jī)相比，異步電機(jī)具有效率高和質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)。所開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了異步電機(jī)，由于該異步電機(jī)不使用具有永久磁性的定子，而是采用分布式繞組定子，因此消除了混合動(dòng)力汽車兩輪驅(qū)動(dòng)模式下異步電機(jī)產(chǎn)生的電能損耗，提高了后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。采用兩軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以減小后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積，在該結(jié)構(gòu)中異步電機(jī)轉(zhuǎn)軸與差速軸置于同一軸線直接相連，并采用具有較高減速比的齒輪（考慮后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的縱向長(zhǎng)度和異步電機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)速，將減速比設(shè)定為10.487）。采用兩軸齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不僅減少了零件數(shù)量和降低了機(jī)械加工成本，而且還實(shí)現(xiàn)了異步電機(jī)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的集成。采用機(jī)油攪拌阻力抑制結(jié)構(gòu)是為了進(jìn)一步提高能源效率。在怠速條件下，將機(jī)油油位維持在差速軸中心處，在降低機(jī)油攪拌損失的同時(shí)可方便汽車再起動(dòng)時(shí)及時(shí)被潤(rùn)滑。在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪、電機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪的四輪驅(qū)動(dòng)模式下，將機(jī)油油位維持在異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的最低端，對(duì)電機(jī)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)充分潤(rùn)滑。在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)前輪、電機(jī)不工作的兩輪驅(qū)動(dòng)模式下，將機(jī)油油位維持在差速軸最低位置，防止出現(xiàn)機(jī)油攪拌損失?；诶卓怂_斯RX450h，利用有限元方法對(duì)該后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果顯示：所設(shè)計(jì)的后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠與汽車原有結(jié)構(gòu)兼容。在四輪驅(qū)動(dòng)模式下，汽車的動(dòng)力性得到了增強(qiáng)，與異步電機(jī)的功率有關(guān)，需要根據(jù)銷售區(qū)域的地形特征進(jìn)行選擇。

Yasuaki Tahara et al.SAE 2016-01-1104.

編譯：李臣