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四轮驱动电动汽车底盘的方案设计案例

目录

1.1四轮驱动纯电动汽车动力总成 1

1.2电动机的种类与原理 2

1.3电动机的基本构造 2

1.4四轮驱动电动汽车驱动电动机性能参数的选择 3

1.1四轮驱动纯电动汽车动力总成

动力总成是纯电动汽车底盘的一部分。其中，电力系统的作用是根据驾驶员的指令，高效协调电力对轮速的反馈，给予必要的驱动力。通常，电力系统包括电气设备和机械设备模块。电气设备模块由一些子系统组成，如牵引电机、电力电子元件和动力存储模块。机械设备模块由传动装置组成。电气模块由三个程序流模块组成。传感器采集温度、速度、扭矩等可以精确测量的自变量，以增强并控制动1力系统的性能。将电流和工作电压转换为电子设备数据信号。控制模块是指电动机的动态控制系统。它控制驱动电机的使用，使输出电流波动不大，从而增加电动车的行驶里程。另一个重要的控制器功能是最大限度地回收制动能量。电动车的动力系统通常比燃油车的动力系统简单。电动机输出的动力根据动力传输系统将动力传输至车轮。

纯电动汽车的另一个关键优势是其传动效率高于燃油机，并且还可以通过制动踏板获取制动系统的动力。在另一种情况下，电动机充当发电机组来发电。此外，新能源汽车快速的动态响应可以准确操控车轮的扭矩，从而对主要性能进行更强的控制。并且，这种优势也适用于稳定性和安全控制系统，例如自动巡航控制系统、避障系统和车辆稳定控制系统，执行速度更快导致车辆的安全性的提高[14]。

电动机和蓄电池替代了发动机和油箱。在电动车中，电动机和蓄电池安装在底盘上，并且根据使用工况需求将动能传递到车轮。变速器可以连接或断开汽车电动机和车轮之间的连接。像大多数传统的动力总成一样，变速器调整纯电动汽车的扭矩输出。转换的动力总成系统的车辆集成需要考虑车辆的自重、车辆性能的下降和复杂性。此外，相比于专业系统，它们更加缺少灵活性转变为全驱系统。

另一方面，独特的纯电动系统的车身和汽车底盘的设计应该反映出该电动系统的更高的协调能力15。根据电动机的总数和位置，动力系统的种类可以分为轮毂电动机和轮外电动机。在轮外发动机的构造中，一个或多个马达安装在底盘上。

部分纯电动汽车驱动系统的电力动力总成结构如下：外轮电动机后驱动器：对于该机器而言，主要由电机、差速器维护等部件构成。该部分同传统的燃油汽车相比，此处有着非常明显的区别。新能源车对于电动机在扭矩的转换上，可以有着更高的效率。因此，对于新能源车而言，在动能的持续性上，要明显优于传统的燃油机。因为在新能源汽车的动能提供上，会相比较而言更加的简单，轻便，可以更加高效的对动能进行输出。这种动力输出方式，简单轻便，环保高效的优点，也是导致了目前新能源汽车大力发展的主要原因。

1.2电动机的种类与原理

现在的电动机主要有直流电机和交流电机。电机主要由电枢、换向器、电刷组成。因为电动汽车是由蓄电池供电的，所以普通电动汽车的电机通常选用直流电机，交流电机通常使用于承载较大的矿用车。直流电机分为串联电机、并联电机、永磁电机和无刷电机。电机可以将电能转化为机械动能，并根据传动系统的组成部分将其进一步转化为牵引、推力、起重、振动等整个工作过程。

电动机中包含两个磁体：电枢(即转子)是一个电磁铁，在通电时具有磁性，不通电时没有磁性，而场磁铁(即定子)是一个永久磁铁，给转子中的导线供电，导线以正确的角度切割磁力线，电枢就会旋转产生动力。

1.3电动机的基本构造

直流电动机由线圈、转子、换向器以一个可选刷组成。在直流电动机中，线圈通电后产生磁力产生转矩，转子安装在轴承内部的磁场中，换向器提供电压使电枢围绕一个固定的电刷总成旋转，从而使定子旋转，电刷连接整流器，直流电动机因转矩一转速特性良好能提供足够的动力，直流电机的制造成本也相对较低，直流电动机最大的好处是短暂加速时间短，但是直流电动机质量大、效率高、可靠性不高，电刷在转动过程中处于磨损状态，必须及时的定期更换。

与直流电动机相似，交流电动机也有一组线圈和一个转子。在交流电动机中，电流周期性的转换取消了转换器和电刷，提高了可靠性，和直流电动机相比，交流电动机具有更高的效率、重量更小且不易损坏，但缺点是将电池中的直流电转换成交流电的电子电器成本较高。

1.4四轮驱动电动汽车驱动电动机性能参数的选择

A对于目前的车辆性能要求上，本文在下方列出了一些基本的需求。

在小型电动车的性能指标上，主要有如下几点：

1)在车辆处于满载状态下，其总质量应该保证m:1000kg

2)对于车速上，需要保证Vmax:120km/h

3)对于需要爬坡的场景，需要保证坡度：20%

4)在百公里加速度上，需要保证：不大于5秒

5)车轮尺寸