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纯电动汽车前舱下车体布置及系统选型研究

同化动力汽车(HybridElectricVehicle,HEV),其驱动车辆的能量都来自于燃料,最常睹的能量由来便是汽油。唆使机通过齿轮组和电机配合驱动车轮,电池组能够通过电机输出扭矩,也能够通过电机接收制动能量或者通过发电机发电对电池组充电。代表车型有丰田卡罗拉双擎,普锐斯等。插电式同化动力汽车(Plug-inHybridElectricVehicle,PHEV),其能量走向则纠合了BEV的插电个人和HEV的唆使机个人。电池能够由外部电网通过充电器充电,也能够通过电机接收制动能量或者通过唆使机发电对电池组充电。车辆行驶能够由纯电驱动或者唆使机通过齿轮组和电机配合驱动车轮。代表车型有宝马5系插混,上汽荣威ei6等。

纯电动汽车(BatteryElectricVehicle,BEV),即唯有电池供给能源提供,电机供给动力,驱动汽车行驶。此类车型日常装备较大容量的电池,并供给换取慢充和直流疾充两种充电接口,也许杀青行驶流程一律零排放。代表车型有特斯拉Model3,蔚来ES8,上汽荣威ER6等。

纯电动汽车主体系可解析为“三元一体”,即由驱动单位、储能单位、负载单位组成的高压体系,以及由散热器、膨胀壶、水泵、Chiller等组成的冷却系统(图1)。

整车驱动大局和动力总成选型平素是息息干系的。因为古板燃油车唆使机与变速箱体积较大,受制于动力体系,商量到整车空间操纵率以及维修的便当性等需求,中置或后置唆使机缘告急影响乘员舱和后备舱空间。

同时商量到传动服从、整车轻量化、本钱管制以及排气体系构造等众方面成分,若采用后轮驱动,势须要鄙人车体安排一根传动轴将唆使机的动力转达至后轮,进犯上车体乘员舱空间。因而古板经济型燃油车众将唆使机安排正在整车前舱并以前轮驱动为主。

而纯电动汽车以电机行动驱动,比拟于体积伟大的唆使机与变速箱,其体系紧凑体积小。无论采用前置先驱,后置后驱如故双电机四驱,都不会占用太众舱内空间。

纯电动车型的研发重要有两条本事途径,一种是“油改电”,即基于古板燃油汽车平台举行改制,另一种则是全新研发纯电动车型专用架构。采取分别的本事途径,其优选的电驱构造也有所分别。

该计划相对成熟,牢靠性高,原车的底盘体系、外饰制型能够最大水平地共用,可大幅度缩短研发周期。如图2,上汽荣威Ei5是基于i5平台研发的纯电动汽车,为了尽恐怕减小整车架构安排的蜕变,保存了原型车前置先驱的的动力总成构造大局,使得前舱蓄电池、保障丝盒等零件以及底盘前后桥最大水平地杀青了共用。

基于电机体积较小,安排圆活,能够正在确保较高的整车空间操纵率的同时选用正在动力学方面更具上风的后置后驱构造,以便也许充溢阐发纯电动车型的本事上风,然则其研发周期长,本钱高,本事难度大。前置先驱车型正在转向时,暂时轮到达抓地力极限时,有一个人抓地力分派给了转向,此消彼长,也许供给给加快或刹车的抓地力就无法到达最高。然后置后驱车型的前轮和后轮则是各司其职,前轮只控制转向,后轮控制驱动。

以是,后置后驱车型能够具有更高的动力学极限。不但这样,车辆正在起步时,车身的载荷会向后部转化,这时间前轮的抓地力就会低浸,加快职能也随之低浸。而基于电机低速高扭的特质,采用后置后驱则能够操纵后轮此时增大的抓地力取得更疾的加快,行驶巩固性和安闲度也提升了。

如图3,大家正在其全新纯电架构MEB上开拓的ID.3车型,其前桥采用麦弗逊悬架+前置转向机,后桥采用五连杆后悬+平行轴电机,施放出来的前舱空间使得空调胀风机前置成为了恐怕,变成了纯电车型独有的安排大局,推广了乘员舱的内部空间。

纯电动汽车全靠动力电池供给能源提供,这种形式出生了纯电动汽车独有的一个地步,那便是“里程焦灼”。虽说目前绝大个人纯电动汽车都有了500公里以上的续航里程,然则充电速率平素是个难以冲破的本事瓶颈。目前纯电动汽车充电办法有疾充和慢充两种形式,借使采用慢充形式举行充电,基于选用11kW的车载充电器,也起码须要6~8小时才略充满电量。

而即使是特斯拉的超等疾充站,将一辆长续航版Model3由10%电量充至90%也起码须要35分钟的时代。比拟古板燃油车10分钟不到的加油时代,时代本钱的推广带来了出行服从的下降。其次是充电桩漫衍密度的题目,众半充电桩都是鸠集正在一二线都会,漫衍正在三四线都会的占比力少,看待这些地域的消费者来说,充电根蒂办法的不完美也导致了“里程焦灼”的存正在。因而正在现有外部本事要求无法

基于古板燃油汽车平台举行改制的纯电车型,因为其和古板燃油车共平台开拓,动力电池安排受到原有底盘及车身构造的影响,安排服从低,不行知足电池大容量央求。而正在全新研发的纯电动车型专用架构中,为同时确保上车体乘员舱空间及下车体的整车通过性,动力电池本体Z向高度需求进一步缩减,但市集却需求更高的续航里程,以是须要高效地安排动力电池,推广动力电池正在地板下的面积占比,为纯电动车型定制“专属”的动力电池安排战术。深切阐发市集上的纯电车型,对照动力电池正在地板下的占比,古板油改电车型电池宽度对象的操纵服从唯有61%,而基于全新纯电架构开拓的车型其电池宽度服从能到达82%。通过阐发其电池安排和装置办法,如图4所示,协议电池安排战术如下:

(1)采用窄边框的安排思绪,减小电池到门槛的间距,把动力电池直接装置到门槛梁上,开释了影响电池宽度的范围,除去了地板下方的横梁和纵梁并体系策划电池侧面的安排,构造及空间;

针对电池前端的零件安排,优选转向机前置的构造并纠合高压线走向,无线充电,安适碰撞空间等央求,完结电池前端的范围界说。而正在电池后端,商量到刀锋臂四连杆以及扭梁会局部电池Y向宽度,铝制H-Arm下摆臂会推广零件本钱,优选五连杆后悬,并下降副车架前横梁高度(图5)使得其与电机Z向错开,进一步推广电池X向带宽。

通过上述要领也许拓展动力电池的Y向宽度及X向长度尺寸,进一步增大了动力电池的面积以提拔电量。

与古板燃油车型比拟,纯电动车型固然没有排气及燃油体系,然则众了一套高压电器体系。通过前期合理地策划各单位正在整车中的构造也许缩短高压线长度,下降高压线本钱并减轻EMC的影响,有用提拔整车安排服从。如图6所示,为榜样的纯电动四驱车型的高压电器体系相联道理,其重要特色是前电机、后电机、电压缩机、高压PTC等高压电器件均通过PDU(高压配电器)与大电池相连,此种构造战术的利益是也许省略大电池内部的接口高压接口数目,提拔大电池能量密度并下降本钱。

跟着近年来各古板车企及新权势制车看待全新纯电汽车架构的研发越来越广大,纯电汽车的制型趋向向着短前悬、长轴距、低车高、倾斜A柱等对象生长,前舱与乘员舱的空间配比发作了蜕变。而跟着整车研发重心正冉冉由呆板化向电子化转嫁,各体系管制器也从漫衍式向鸠集式创新,自愿驾驶以及人机交互等新本事须要整车供给更众的传感器以及更高的筹算力,乘员舱须要为这些电器模块腾出空间,即前舱要为乘员舱做出功劳。本着上述对象,协议战术如下:

(2)优化各系统相联战术:充电口亲昵OBC安排,即OBC安排正在前舱,充电口安排正在翼子板;OBC安排正在后舱,充电口安排正在后侧围;使用高压分线器以省略高压线束及PDU接口数目;使用In-line以省略PDU数目并改进装置处境。

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作者: sheep

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