新能源汽车动力传动系统优化研究

王春风，赵青青

(黑龙江东方学院，哈尔滨 150086)

环境污染和能源短缺是影响汽车行业发展的两大因素，新能源汽车的出现，促进了汽车行业的发展。与传统汽车相比，新能源汽车真正做到了零排放、低噪声，实现了节能减排的目标，逐渐取代了传统汽车，是未来最理想的交通运输工具。新能源汽车的驱动主要来源于动力传动系统的支持，而该系统的运行离不开动力电池，因此传动系统和电池在一定程度上影响着新能源汽车的发展。目前，新能源汽车技术尚不成熟，其动力传动系统还需完善。电动机电池的使用情况和电机寿命影响着新能源汽车的运行。传动技术设计与内燃机汽车结构设计基本相同，但其与燃油汽车发动机的机械特性完全不同，所以机械传动装置也存在差异。应充分考虑动力性和经济性，对新能源汽车动力传动系统进行优化升级，加强对电机特性的研究，实现保护环境的目的。

1 新能源汽车

与传统汽车相比，新能源汽车的动力来源主要是除汽油、柴油以外的非常规燃料，或采用车载动力装置来达到控制汽车的目的。按照动力来源，新能源汽车可分为混合动力电动汽车(HEV)和纯电动汽车(BEV)，包括太阳能汽车、燃料电池电动汽车(FCEV)和其他新能源汽车等。混合动力电动汽车是将传统燃料与电力相结合，改善传统电动车耗油多的问题。纯电动汽车主要依靠电力来为汽车提供驱动力，大多采用电机驱动，也有部分车辆是直接将电动机装在发动机舱内，其特点是操作灵活简便，但电力储存技术还需进一步完善。燃料电池电动汽车主要依靠电流来产生动力，电流经过特殊的化学反应后，能够发挥控制汽车驱动的作用。这种汽车的优势是以电力为主，尾气排放量为零，也不会产生较大的噪声污染，对环境的破坏较少。

2 传动系统的主要类型

2.1 单电机传动系统

市场上大多数纯电动汽车的传动系统是单电机传动系统，配置与内燃机汽车结构类似，通常只需一个电动机、一个电源、变速器和控制器就可以完成整个工作，较为稳定，操作方便。但其对功率要求较高，设计时需要考虑电机尺寸和质量。目前，单电机传动系统的制造技术已经比较成熟，随着社会经济的不断发展，新能源汽车技术也会逐渐适应社会发展需求，提升汽车整体性能，促进社会发展。

2.2 主电机+轮毂电机传动

与单电机传动系统相比，主电机+轮毂电机传动系统的结构设计更加复杂，它由两个轮毂电机、一个电机控制器、主减速器和变速箱组成。

注释：1：主电动机；2：电机控制器；3：蓄电池；4：轮毂电动机；5：变速器；6：驱动桥

由主电机+轮毂电机传动系统控制的新能源汽车能够顺利行驶的关键是主电机，不同于单电机，主电机可以无限地为新能源汽车提供功率。轮毂电机在汽车超负荷运行下，可对主电机起到保护作用。其以前轴为主要驱动力，轮毂电机作为辅助驱动力来确保功率的稳定性。该系统还能适应恶劣环境，有效解决轮毂电动机的散热问题。

2.3 双电机双轴驱动纯电汽车驱动系统

该系统是一种新型驱动，工作原理是采用电机结合的方式将前后桥进行组合，主要由电动机、减速器、驱动桥三部分组成，这三部分轴之间关系紧密，一定程度上能够保证驱动系统的稳定运行。

图2 双电机双轴驱动纯电汽车传动系统

整个系统中的两台发动机可确保车辆能够承载更多的负荷，提高工作效率。双轴驱动设计可以全面提升汽车性能，保证汽车运行时产生再生制动，从而达到缩短电动汽车制动距离的作用，提升汽车的能量回收率。

3 混合动力优化分析

3.1 串联式混合动力系统

串联式混合动力系统以发动机为驱动，通过电动机控制器将产生的电能储存在电动机的电池或电动机中，实现电动车的平稳运行。蓄电池为发电机与电动机持续供能，发挥着重要的平衡功率的作用。此系统适合多次停车然后起步，且行驶速度不快的情况，被广泛应用于电动公交车。实际工作中，如果将发电机系统进行优化，使其始终保持良好的工作状态，则可以间接地调整车速。

3.2 并联式混合动力系统

并联式混合动力系统的发电机和电动机以并联形式存在，隶属于两个不同的体系，可以分别从不同位置向汽车提供运行动力，也可单方面提供动力。当汽车遇到较大上坡时，发电机和发动机可以同时提供动力，爬坡成功后，就可以由发动机单一地提供动力，维持原速度行驶。汽车速度稳定不变时，此系统发电机的利用效率最高，在快速车道行驶时，可以很好地控制燃油的消耗。

3.3 混联式混合动力系统

混联式混合动力系统将串联和并联式混合动力系统相结合，综合了两个系统的特点和优势，对发电机和电动机进行了整合优化，结构相对更完善，可保持良好的工作状态，实现节能环保的目的。

4 结语

新能源汽车能够节能减排，保护环境，其驱动方式不再依赖柴油、石油等能源，而是将电力直接转化为电能，极大地降低了对环境的污染。分析了电动汽车的工作特点，提出动力传动系统的优化设计，实际应用中，应充分发掘新能源汽车的优势，为人们出行提供更大的便利。