作品简介:
随着全球对二氧化碳排放标准的日益严格,以及城市对用车需求的增加,电驱动桥产品迎来了发展的黄金时期。这种系统可以为原本没有电力驱动的车桥增添电驱动力,有助于减少碳排放,提升能效比。市场需求和技术发展:电驱动桥系统,也称为电动全轮驱动系统,包含了电机、动力电子元件和相当于变速箱或差速器的装置。这种系统可以提升汽车的封装灵活性、电气化程度以及性能,因此市场需求和技术发展推动了电驱动桥系统的开发。
设计说明:
动力辅助模块原理:
电机选型与布局后桥辅助动力系统通常会选用合适的电机,如永磁同步电机或异步电机。永磁同步电机具有高效、功率密度大等优点,在许多电动汽车和混合动力汽车中得到广泛应用。电机一般安装在后桥附近,与后桥传动系统相连接,以便能够直接将动力传递到车轮。
动力耦合方式:
该系统采用多种动力耦合方式与车辆的主驱动系统协同工作。常见的有机械耦合和电耦合。机械耦合可以通过离合器、变速器等机械装置,将电机的动力和发动机(在混合动力车型中)的动力进行结合。电耦合则是通过电子控制单元(ECU)对电机和发动机的动力输出进行协调控制,实现动力的混合。以并联式混合动力汽车为例,当车辆需要较大动力时,发动机和电机可以同时通过机械传动系统将动力传递给后桥,两者的动力在变速器或差速器等部件处耦合,然后驱动车轮前进。
能量回收模块原理:
制动能量回收:当车辆制动时,车轮的旋转速度降低。后桥辅助动力系统中的电机此时作为发电机运行。根据电磁感应原理,电机的转子在磁场中旋转时,会在定子绕组中产生感应电动势,从而将机械能转化为电能。例如,在电动汽车中,制动时电机的反电动势会使电流反向流动,将电能通过逆变器存储到电池中。这种回收的能量可以在车辆后续的加速或行驶过程中再次利用。系统通过检测车轮的转速和车辆的行驶状态,当判断为滑行状态时,电子控制单元(ECU)会控制电机进入发电模式,将回收的电能存储起来。
能量内循环模块原理:
能量存储与管理:回收的能量通常存储在车辆的电池组中。电池管理系统(BMS)会对电池的充电和放电过程进行精确控制。它会监测电池的电压、电流、温度等参数,确保电池在安全、高效的状态下工作。例如,当回收的能量使电池充电时,BMS会根据电池的充电状态调整充电电流,避免过充。在能量释放过程中,也会控制放电电流,以满足车辆动力系统的需求
作品特色:
作品创新性:
本设计的辅助动力系统装置与传统电动汽车在传动阶段工作原理大相径庭,二者有着本质的区别。
前者的传动部分是由联轴器传动轴,行星摩擦轮,太阳轮组成,其工作原理是当行星联轴器传动轴转动时,行星摩擦轮也随之转动。由于太阳轮是固定在汽车的前桥或后桥上,不随轮毂的转动而转动。因此,行星摩擦轮驱动轮毂进行旋转,从而使车辆前行。
后者的传动部分仅有传动轴,其工作原理是动力源产生的动力经过传动轴传输到轮毂上,驱动轮毂转动,使车辆前行。
实用性:
汽车主要且唯一的动力来源于安装在前桥的发动机,而后桥则无动力来源,致使车辆出现动力不足,顿挫等问题。
本设计的辅助动力系统装置安装在车辆后桥上,作为后桥上的输出动力源,其辅助动力系统装置与前桥发动机驱动的工作原理相类似,通过传动轴把扭矩传递到行星轮系中,随后行星轮系驱动车辆后桥轮毂旋转,进而使车辆行驶前进。
将本设计的辅助动力系统装置安装在车辆后桥上,与车辆前桥上的发动机相结合,由普通二驱车变为四驱车,相当于两个发动机输出动力,因此提供额外的动力,由于发动机的功率是定值,因此,整车的输出动力不变。
可推广性:
中国新能源汽车市场受政策影响较大,在2020年11月2日,国务院印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》中指出,到2025年我国新能源汽车市场竞争力明显增强,在三大电领域关键技术中取得重大突破。
前瞻预测2025年中国新能源汽车销售量将达到500万辆左右。由此看来,新能源汽车仍将作为未来汽车行业的领头羊,同时也体现了本项目具有巨大的市场规模和良好的经济效益,证实了本项目的经济可行性。