高吉峰

摘 要：隨著全球變暖和石油危機(jī)的加重，近年來，世界各國開始開發(fā)新能源汽車。新能源汽車是指以新能源（包括電能、太陽能、燃料電池等）為動(dòng)力，降低傳統(tǒng)汽車對(duì)石油資源的依賴，減少環(huán)境污染，是今后汽車工業(yè)發(fā)展的方向。而我國一直在推廣純電動(dòng)客車的發(fā)展，但還存在核心技術(shù)、資源投入以及統(tǒng)籌協(xié)調(diào)等方面的問題，只有有效提升動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件工程化和產(chǎn)業(yè)化，掌握純電動(dòng)客車的信息化和智能化等核心技術(shù)問題，才能促進(jìn)純電動(dòng)客車的良性發(fā)展，更有效推動(dòng)我國自主研發(fā)純電動(dòng)客車同國際先進(jìn)水平接軌。為了有效提高純電動(dòng)客車的運(yùn)行性能，需要通過對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，匹配其實(shí)際行駛狀態(tài)，針對(duì)不同運(yùn)行道路智能調(diào)節(jié)，使純電動(dòng)客車舒適性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等達(dá)到有效發(fā)揮。本文將簡單對(duì)純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)進(jìn)行分析，探討純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)研究和優(yōu)化措施，促進(jìn)純電動(dòng)客車設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的優(yōu)化和提升，使其更有助于符合現(xiàn)代的實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng)客車 傳動(dòng)系統(tǒng) 技術(shù) 研究

1 引言

純電動(dòng)客車具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲污染小、安全性能高等特點(diǎn)，滿足汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求。在純電動(dòng)客車中，主要由能源、變速及驅(qū)動(dòng)等幾方面構(gòu)成，而動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)是決定純電動(dòng)客車性能的最關(guān)鍵因素，同時(shí)能夠決定純電動(dòng)客車的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)用性。純電動(dòng)客車的動(dòng)力源為動(dòng)力電池和電動(dòng)機(jī)，由動(dòng)力電池向電動(dòng)機(jī)提供電能，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能通過傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輪使客車運(yùn)行，所以傳動(dòng)系統(tǒng)也是純電動(dòng)客車的核心系統(tǒng)，對(duì)其相關(guān)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用具有十分重要的作用。因此，對(duì)研究純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，探討純電動(dòng)客車的創(chuàng)新升級(jí)，有助于促進(jìn)汽車行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

2 純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)分析

現(xiàn)如今，我國的純電動(dòng)客車一般采用電動(dòng)機(jī)后置，后輪驅(qū)動(dòng)的布置方案，固定速比由驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，配備電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車載充電機(jī)、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了整車電動(dòng)化設(shè)計(jì)方案。整車動(dòng)力系統(tǒng)由動(dòng)力電池系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、整車控制器、電動(dòng)附件、專用顯示儀表及車載終端系統(tǒng)等組成。各子系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信和信息交互。我國純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)有以下兩種重要模式：一是驅(qū)動(dòng)行駛模式，動(dòng)力電池將電能通過集成控制器提供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，并將動(dòng)能傳遞給驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輛。二是減速制動(dòng)模式，車輛反向帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，通過集成控制器向動(dòng)力電池充電。實(shí)現(xiàn)在車輛滑行和制動(dòng)時(shí)能將電能回收給動(dòng)力電池，同時(shí)輔助車輛制動(dòng)，起到緩速器的作用。從而達(dá)到啟動(dòng)爬行、純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、再生制動(dòng)能量回收等功能。

傳動(dòng)系統(tǒng)是純電動(dòng)客車的最關(guān)鍵系統(tǒng)之一，占據(jù)純電動(dòng)客車的重要地位，也是保證其性能的最核心部分。由于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的靈活性可以有多種組合方式，歸納其典型的基本結(jié)構(gòu)主要有四種：傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式、電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)方式、電動(dòng)機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)方式、輪轂電機(jī)分散驅(qū)動(dòng)方式。由于車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑比內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)彎半徑大，所以需要通過差速器來配合兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同的要求。前兩種傳動(dòng)組合方式應(yīng)用比較廣泛，采用具有行星齒輪結(jié)構(gòu)的機(jī)械式差速器，在一定程度上限制了純電動(dòng)客車的發(fā)展，在傳動(dòng)過程中無法有效提升經(jīng)濟(jì)性能，長時(shí)間運(yùn)行中無法保持能量，造成傳動(dòng)效率降低，不利于續(xù)航里程的提升;第三種模式通過電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋形成整體驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，差速器可用機(jī)械式或電控式，能夠使傳動(dòng)系統(tǒng)更加緊湊。在實(shí)際運(yùn)行過程中，在負(fù)荷相同的條件下，能夠有效提升純電動(dòng)客車的負(fù)荷率，同時(shí)提高工作效率，降低電能消耗，提高動(dòng)力性能，有效增加續(xù)航里程。并通過前后雙軸進(jìn)行再生制動(dòng)，可以縮短制動(dòng)距離，有利于能量利用率的提升，具備更高的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，而且能夠提高純電動(dòng)客車的操控性能，獲得更好的駕駛質(zhì)感。而第四種輪轂電機(jī)分散驅(qū)動(dòng)模式，將獨(dú)立控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接安裝在四個(gè)車輪上，結(jié)構(gòu)更加緊湊，達(dá)到前所未有的機(jī)動(dòng)性能，完全可實(shí)現(xiàn)電子差速控制，操作簡單。在車輛運(yùn)行過程中，功率由輪轂電機(jī)提供，并且可以回收能量。同時(shí)，輪轂電機(jī)可以產(chǎn)生保護(hù)作用，以便獲得后備功率，而在減速的過程中，輪轂電機(jī)可以對(duì)能量進(jìn)行回收，有效的改善能量的利用效率。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡化能夠提升輪轂慣量，純電動(dòng)客車的操控性能將有效提升。

3 純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化

在進(jìn)行純電動(dòng)客車設(shè)計(jì)時(shí)，需要采用科學(xué)的方法對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，滿足對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量要求：

3.1 做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

可以通過省略部分傳動(dòng)部件，使車輛結(jié)構(gòu)既合理又簡單。對(duì)于傳統(tǒng)車輛來說，離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器等部件都是必不可少的部分，而這些部件不但質(zhì)量重、使車輛結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和易發(fā)故障等問題。在純電動(dòng)客車可以應(yīng)用輪轂電機(jī)這種技術(shù)來優(yōu)化這個(gè)問題，使車輛結(jié)構(gòu)更為簡單，獲得更好的空間利用率，同時(shí)提高系統(tǒng)的傳動(dòng)效率。傳動(dòng)形式由原來的機(jī)械硬連接變?yōu)橹恍枰娎|進(jìn)行供電的軟連接形式，同時(shí)可以通過輪轂電機(jī)實(shí)現(xiàn)車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，車輪可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，電動(dòng)機(jī)的控制響應(yīng)快、精度高，同時(shí)通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)車輛的差速、轉(zhuǎn)向和倒駛，減小車輛轉(zhuǎn)彎半徑，輪轂電機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)車輛再生制動(dòng)能量回收。但應(yīng)用此技術(shù)，將在系統(tǒng)密封方面、啟動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩平衡、驅(qū)動(dòng)車輪的差速和散熱等方面均有較高要求，需要在設(shè)計(jì)優(yōu)化上解決這些問題。

3.2 做好控制系統(tǒng)調(diào)試

根據(jù)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要與之相匹配的控制系統(tǒng)，使純電動(dòng)客車的操作更為簡單，更為節(jié)能、環(huán)保，性能達(dá)到提升，安全有所保證。所以，對(duì)于控制系統(tǒng)的調(diào)試十分有必要。

在車輛驅(qū)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出正轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)車輛行駛，電能通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，車輛制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出負(fù)轉(zhuǎn)矩，動(dòng)能通過車輪，車橋傳遞給電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)換為電能通過控制器變換為直流電流輸入到動(dòng)力電池當(dāng)中存儲(chǔ)起來，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收。同時(shí)通過對(duì)純電動(dòng)客車車輛上配置各種安全模塊和自檢模塊，以確保系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行和維修方便。各系統(tǒng)之間和模塊之間完全依靠電子和電氣元件來工作，通過控制系統(tǒng)的容錯(cuò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全性和可靠性。為了保證純電動(dòng)客車的正常行駛，需要以傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，才能夠有效的延長純電動(dòng)客車的使用壽命。為了有效的提高傳動(dòng)系統(tǒng)的合理性，保證純電動(dòng)客車能夠安全行駛，必須做好傳動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試工作。在傳動(dòng)系統(tǒng)中，各部位需要協(xié)調(diào)運(yùn)行，一旦出現(xiàn)問題，及時(shí)對(duì)其各部位系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并進(jìn)行有效溝通、協(xié)調(diào)和聯(lián)系，以便快速解決控制系統(tǒng)在調(diào)試中的問題，促進(jìn)純電動(dòng)客車的健康發(fā)展。

3.3 智能化水平的提升

對(duì)純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，必須重視系統(tǒng)智能化水平的提升。對(duì)于純電動(dòng)客車而言，傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)水平?jīng)Q定了其智能化程度，因此，為了滿足純電動(dòng)客車的發(fā)展需求，必須重視傳動(dòng)系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)智能化水平。

通過智能控制模擬，通過傳感器將車輛狀況、運(yùn)行狀況、道路情況等通過信號(hào)傳輸?shù)街悄芟到y(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)將針對(duì)反饋信息進(jìn)行建模，在運(yùn)行中如果遇到數(shù)據(jù)與設(shè)定值不符，將封鎖其輸出并提供報(bào)警信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)過溫、低電壓、過電流時(shí)，控制器會(huì)報(bào)警同時(shí)降低功率輸出，有效控制車輛運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到模擬傳統(tǒng)車輛安全運(yùn)行特性，為駕駛員提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持和智能支撐。通過整車控制器采集各類信號(hào)信息并通過計(jì)算機(jī)智能模塊進(jìn)行分析和運(yùn)算，給出控制指令，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)控制，能量優(yōu)化控制和制動(dòng)回饋控制，具備完善故障診斷和處理功能。此外，還要做好傳動(dòng)系統(tǒng)控制環(huán)境的優(yōu)化，提高純電動(dòng)客車的故障排查和處理能力，保證行駛穩(wěn)定性。在純電動(dòng)客車的傳動(dòng)系統(tǒng)智能化控制中，為了有效的提高其運(yùn)行穩(wěn)定性，必須進(jìn)行全面的合理性分析，采取相應(yīng)的措施和優(yōu)化，通過提升控制系統(tǒng)智能化水平，有效的降低傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。在純電動(dòng)客車的行駛過程中，系統(tǒng)智能補(bǔ)充傳動(dòng)范圍與指標(biāo)，有效的提高安全技術(shù)性能。只有提高傳動(dòng)系統(tǒng)智能化水平，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)純電動(dòng)客車靈敏度的優(yōu)化，提高傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行能力。通過從過程控制入手，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，重視創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，合理的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)與電子技術(shù)，對(duì)傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)智能化程度更高的純電動(dòng)客車傳動(dòng)控制系統(tǒng)，滿足純電動(dòng)客車的需求。

4 結(jié)束語

綜上所述，在純電動(dòng)客車中，傳動(dòng)系統(tǒng)是其重要的組成部分，雖然我國現(xiàn)在傳動(dòng)系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)水平比較高，但仍需要依靠技術(shù)改進(jìn)，優(yōu)化技術(shù)特性，確保純電動(dòng)客車能夠安全穩(wěn)定行駛。因此，我們需要重視純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)分析，實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)客車傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)化，形成多樣化優(yōu)化方案，提高傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)性能，繼續(xù)促進(jìn)純電動(dòng)客車的良性發(fā)展。

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