新能源电动汽车工作原理

1、在传统的汽车差速器中，机械式差速器是用来感应车轮与地面之间的力来完成差速作用的。随着汽车的发展，存在很多问题传统机械的方式已经被电子取代。电子差速器与传统机械的本质区别是通过传感器更好的区分车轮和地面相互作用力：根据不同的相互作用力输出扭矩不同，可以使车辆具有更好的性能。扭矩传感器并不是什么新鲜事但扭矩传感器在使用中成本较高，在使用过程中会影响车辆的传动效率，因此不是电子差速器的最佳解决方案法，尤其是现在的造车需要注意性价比。

2、如何以低价、高效的方式解决问题，是造车领域需要探索的主要方法。此时研究中利用数学模型对车辆受力进行分析判断车轮与路面的相互作用，并根据计算结果对车轮扭矩进行划分这样就可以达到差速的效果。这样就可以达到机械差速的效果。目前的电子差速器不能适应所有道路为了使电子差速器在所有道路上使用，必须在驱动齿轮之间建立滑动运输，以满足不同道路的反馈。在这种情况下，它可以大大提高车辆的操控性，使新提出的分布式电子差速器可适用于全地形后轮驱动的真实电机转速。

3、在传统的电子差速控制中，通常在获得准确的控制参数后使用比例微积分用于控制车辆，但车辆在形式化过程中属于非线性多阶惯性系统。比例微积分继续用于控制车辆在稍微复杂的道路上，车辆的平衡会受到损害。保持外轮和内轮恒定打滑和一直打滑会降低速度车辆操控性低。该错误将继续保留在阿克曼函数转向模型中。在这项研究中，总是基于当前的调整提出一种新的校正算法相反，纯p值控制可以保留一定的静态误差区间来满足模型误差的需求。因此，本文采用纯比例控制实现区间自适应限滑。

4、作为一种新能源汽车，电动汽车已经成为一种趋势。与传统汽车相比，电动新能源具有诸多优势在电子差速控制方面还有一些补充。以往研究中采用转矩控制或速度控制的前提是分布式驱动电蒸汽车辆在驱动控制中的独立性往往在保证独立性的前提下忽略了转矩协调控制的问题，因此本研究针对该问题提出了一些建议具体的解决方案是基于转矩协调分配设计原理的基于滑差校正的自适应电子差速控制策略。同时，遵循汽车电子V型的开发理念，采用模型开发的方法设计了电子微分算法，并进行了系统仿真分析。使用模型自动生成和设计控制代码电子差速控制器和实车验证。

【太平洋汽车网】新能源汽车采用吉凯恩（GKN）两挡变速器，减速比分别为11.38和5.85。最大的区别是以往的燃油车都是需要通过变速箱将发动机产生的动力传输到驱动轮上，而在纯电动车则没有变速箱的存在。

与减速比为9-10.5的单挡变速器比较，两挡变速器的低速挡减速比设置为11-12，满足加快和爬坡功用，并且所需电动机最大转矩能够下降；高速挡减速比设置为5-9，满足最高车速要求，并且所需电动机最高转速能够下降。电动机最大转矩和最高转速下降，可使得电动机小型化、轻量化。并且两挡变速器可使电动机较多地在最佳功率点作业，下降油耗。

新能源汽车变速器：同轴变速器吉凯恩变速器，输入轴与输出轴同轴。图3为吉凯恩同轴单挡变速器剖视图。应用在沃尔沃（Volvo）XC90T8混合动力轿车上。

雪佛兰（Chevrolet）Bolt变速器，输入轴与输出轴同轴。为雪佛兰Bolt同轴单挡变速器剖视图。应用在雪佛兰Bolt纯电动轿车上。

输入轴输出轴同轴结构，可减小变速器尺度，便于整车安排。

新能源汽车变速器：集成电子断开差速器的变速器吉凯恩变速器，集成电子断开差速器。图3为其剖视图。图5为吉凯恩电子断开差速器爆破图。应用在沃尔沃XC90T8混合动力轿车上。

高速时，电子断开差速器将电动机与车轮分别，以行进高速时系统功率并避免电动机超速。电子断开差速器控制犬牙式离合器接合或分别，运用霍尔传感器非触摸式丈量离动合器方位。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

电动汽车的组成包括：1.电力驱动及控制系统；2.驱动力传动等机械系统；3.完成既定任务的工作装置等。

电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。

电力驱动及控制系统由：1.驱动电动机；2.电源；3.电动机的调速控制装置等组成。

电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。    

1. 电源。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发辟了广阔的前景。    

2. 驱动电动机。驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前电动汽车上广泛采用直流串激电动机，这种电机具有"软"的机械特性，与汽车的行驶特性非常相符。但直流电动机由于存在换向火花，比功率较小、效率较低，维护保养工作量大，随着电机技术和电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BCDM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代。    

3. 电动机调速控制装置。电动汽车充电电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现在已很少采用。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得孔子哈电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。    

4. 传动装置。电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴，当采用电动轮驱动时，传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动，所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换，所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时，电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时，电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。    

5. 行驶装置。行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力，驱动车轮行走。它同其他汽车电动汽车的构成是相同的，由车轮、轮胎和悬架等组成。    

6. 转向装置。转向装置是为实现汽车的转弯而设置的，由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力，通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度，实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向，工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。    

7. 制动装置。电动汽车的制动装置同其他汽车一样，是为汽车减速或停车而设置的，通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。    

8. 工作装置。工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。   

电动汽车的优点是：它本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。  

有些研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。电动汽车的困难是：目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1／3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。  

有专家认为，对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。

机械传动型纯电动汽车

由发动机前置后轮驱动的燃油汽车发展而来，保留了内燃机汽车的传动系统，只是把内燃机换成了电动机。这种结构可以提高纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率，对驱动电动机要求低，可选择功率较小的电动机。 无变速器型纯电动汽车驱动系统的最大特点是取消了离合器和变速器，采用固定速比减速器，通过电动机的控制实现变速功能。这种结构的优点是机构传动装置的质量较轻、体积较小，但对电动机的要求较高，不仅要求有较高的起动转矩，而且要求有较大的后备功率，以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。 无差速器型纯电动汽车结构采用两个电动机，通过固定速比减速器分别驱动两个车轮，每个电动机的转速可以独立调节。当汽车转向时，由电子控制系统实现电子差速，因此，电动机控制系统比较复杂。电动轮型纯电动汽车将电动机直接装在驱动轮内（也称为轮毂电动机），可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径，但需要增设减速比较大的行星齿轮减速器，以便将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。电力驱动系统特性 能量转换效率高无污染、零排放、对环境友好灵活方便控制工作状态系统工作状态不会受到外界环境的影响总体重量不变无噪声，对环境没有影响安全性好何为电动汽车三合一电驱系统技术？ 电动汽车三合一电驱系统技术是指将电控、电机和减速器集成为一体的技术，随着电动汽车技术的不断演进，集成化设计将无可争辩地成为未来发展的趋势。目前市面上比较前列的电动驱动系统 GKN吉凯恩（纳铁福）在不需要纯电动或混合动力驱动时，可以通过一个集成的切断装置将电动机从传动系统中断开，该装置采用了机电驱动离合器。GKN还对齿轮和轴承布置进行了优化，实现更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。 博世Bosch博世Bosch新动力系统e-axle电动轴，使电动轴驱动可提供更佳的续航力。博世BOSCH电驱动桥特点：高度集成化、简化冷却管路和功率驱动线缆、平台化设计灵活适配不同车型。 ZF三合一电驱系统采埃孚（ZF）研发的适用于小型和中型轿车的电动车驱动产品，能很好的适应未来的城市交通状况。利用多面压合连接技术来实现铝制推力杆与钢制横结构的链接，具备电能转化效率高和性能优异的特点。

【太平洋汽车网】新能源汽车的变速箱有两挡变速器、同轴变速器、集成电子断开差速器的变速器、集成双离合器式差速器的变速器、电动机控制器变速器三合一总成、集成发动机电动机发电机的变速器等新型变速器。

电动汽车的驱动动力源是电机，而电机和发动机相比，它有一个不同的地方，就是在恒功率状态下，转速越慢，转矩越大；转速越高，转矩越小。所以当电动汽车给驱动电机的供电是恒定时，即恒功率输入时，电机可以自动输出电动汽车克服阻力所需要的转矩，及可获取该阻力下的最高转速。

以加速过程来看，就是在加速中的每一个时间点，电机总是自动的把转矩变小来换取该时间点下的最高转速。这样看来，电机本身就具备了变速箱的特性，无需外加变速箱，使电动汽车的车轮能灵活自动地根据车况输出不同的转矩来克服前进阻力。

可以不用变速箱，但不等于一定不用变速箱；不用变速箱+离合器，电动汽车可以完成行驶的基本功能；但如果给电动汽车匹配上变速器+离合器，则可以如虎添翼，锦上添花。

目前，一些国际巨头已经嗅到了这块市场商机。吉凯恩、舍弗勒、博格华纳等著名国际性零部件供应商已经开发出了量产的AMT，宝马、丰田的一些插电混动结构车型也装配过多级变速箱；国内崛起了一批电控企业新秀，另有一些从传统变速箱转型的企业也在谋划布局。

目前新能源汽车串联、纯电动、燃料电池目前多采用单级减速器，未来能耗要求提升，或发展为多级减速器；并联多采用现有自动变速箱进行改造或使用电驱动桥；混联多采用专用混动变速箱。总体来看，新能源汽车仍然需要变速箱，近年来出现了两挡变速器、同轴变速器、集成电子断开差速器的变速器、集成双离合器式差速器的变速器、电动机控制器变速器三合一总成、集成发动机电动机发电机的变速器等新型变速器。

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（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）