乘用车用一体化电驱动桥和全轮驱动模块

乘用车用一体化电驱动桥和全轮驱动模块

余平,董事长兼CEO,动力总成总工程师,精进电动科技股份有限公司,中国
传统的乘用车电驱动总成包括独立的电机和减速器等部件,然后总装。随着电驱动系统设计的发展,电驱动总成逐渐实现了一体化设计,并且零部件按照总成优化的原则进行设计,实现了更好的性能,更低的振动噪音,更紧凑的尺寸,更轻的重量和更低的成本。

精进电动公司开发了前驱乘用车专用的一体化电驱动总成。一体化即电机和减速器实现了一体化设计,形成单一总成。相对于把独立的电机和减速器组装在一起的驱动总成,新的一体化总成减少了零部件的数量,总成尺寸变小并减重4公斤,并且改进了振动噪音和传动效率。

采用相似的一体化设计理念,精进电动还开发了轻量化的电动后桥模块。该辅助驱动模块可以选装电磁切分离合器。这个离合器可以在车辆时速超过100公里或120公里的时候实现切分。切分离合器使该模块的减速比可以做得高达13:1或14:1,这样就可以采用高速低转矩电机,使得总成体积小、重量轻、成本低,并且易于布置在空间非常紧张的后桥部位。采用精进电动180牛米、14000rpm电机,该模块可以提供高达2500牛米的轮边驱动转矩,大大提高整车0-100公里时速的加速性能。在车辆高速行驶时,离合器会将电机切分出传动系,防止电机超速。

一体化电驱动总成和电动后桥模块联合使用时,则构成了全轮驱动系统,为整车提供最佳的加速性、全轮驱动和回收制动。
新内容、技术和方法
在一体化电驱动总成中采用的主要新设计有:
1. 电机的前端盖和减速器的壳体结合成一个零部件,彻底解决总装的同轴度问题,并且减小轴向长度,减少重量,降低成本。
2. 电机的输出轴即减速器的输入轴,取消传统的花键套或内外花键配合,减速零部件,减少失效模式,改善振动噪音。
3. 通过电机和减速器一体化的结构设计和齿轴设计把总成噪音降低3-5分贝。

一体化电驱动总成的尺寸更紧凑,零部件数量减少,重量轻,成本更低,可靠性更高。整车用户也不再需要单独的工艺步骤和工位组装电机和减速器,降低了工艺成本,减少了工艺失效模式。

精进电动的电动后桥模块有两个类型。一个是常啮合的固定速比减速器,减速比在8-10之间,以防止电机在最高车速时超速。另外一个型号具备电磁切分离合器,可以把电机的有效转速段全部用于0-100公里加速。电磁离合器是精进电动专利的EMDC离合器,具有以下设计特点:
1. 通电时接合,弹簧回位。离合器在打开时没有任何的拖滞损耗。
2. 离合器在出现电气或控制失效时,缺省模式为打开状态。
3. 离合器的电磁操作部分和啮合齿盘部分为分立单元(相对于其他整体化的设计),有利于在电驱动后驱模块应用中的布置。
4. 离合器接合的临界同步转速为20转/分。可以引入主动速度波动以加快接合或分离。

当一体化电驱动总成和电动后桥模块联合使用时,前后驱动桥可以构成非对称式动力分配,通过对动力分配比例的动态管理,改善效率和电耗。

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