《汽车设计》课程教学资源（讲稿）新能源汽车技术（山东理工大学：徐家川）

主要内容·新能源汽车的电驱动系统·混合动力汽车·燃料电池汽车·自动驾驶汽车·电动汽车的关键技术

主要内容 ●新能源汽车的电驱动系统 ●混合动力汽车 ●燃料电池汽车 ●自动驾驶汽车 ●电动汽车的关键技术

第一节新能源汽车电驱动系统一、概述·电驱总成是新能源车型动力系统的核心组成部分。一般由电机控制器、电机、减/变速器等部件构成。与传统燃油动力总成不同，电驱总成体积小、附件数量少、结构相对简单，开发成本较低，因此可以方便的设计多种电驱构型以适应不同整车布置边界及动力性需求

第一节 新能源汽车电驱动系统 一、概述 ●电驱总成是新能源车型动力系统的核心组成部分。 ●一般由电机控制器、电机、减/变速器等部件构成。 ●与传统燃油动力总成不同，电驱总成体积小、附件 数量少、结构相对简单，开发成本较低，因此可以 方便的设计多种电驱构型以适应不同整车布置边界 及动力性需求

二、电驱技术路线分类各类电驱总成差异点在于：总成布置位置及方式不同电机类型与数量不同、传动装置类型不同等差异。·基于“总成布置位置及方式”进行初步分类，然后再根据其他不同点进一步细分；·初步可分为三大类：中央电机驱动、电驱动桥、轮毂电机（电动轮）

二、电驱技术路线分类 ●各类电驱总成差异点在于：总成布置位置及方式不同、 电机类型与数量不同、传动装置类型不同等差异。 ●基于“总成布置位置及方式”进行初步分类，然后再根 据其他不同点进一步细分； ●初步可分为三大类：中央电机驱动、电驱动桥、轮毂电 机（电动轮）

2.1中央电机驱动采用电机+减/变速器的驱动形式，动力总成通过悬置系统固定在车架中央，电机之后与燃油车动力系统构型基本一致。根据传动装置不同又可分为电机直驱、电机+减速器、电机+AMT三种构型。电机直驱：采用电机+传动轴缺点：电机优点：1只能在电机自身输出范围内进行调速调扭，无法兼顾车辆的大扭矩与高车速工况；结构简单，传动效率高；电机体积大，整个驱动系统重量大；方案成熟，可靠性高占用空间大，不利于整车布置；用传统燃油车车身改制，改制难度小，风险低低速爬坡性能相对较差，爬坡度有限制，不开发周期短，制造成本低；适合山区；适用于动力性需求一股的中小型客车、轻卡以及部分低车速运营场景

2.1￾中央电机驱动 采用电机+减/变速器的驱动形式，动力总成通过悬置系统固定在车架中央，电机之后与燃油 车动力系统构型基本一致。根据传动装置不同又可分为电机直驱、电机+减速器、电机+AMT三种 构型。 电机直驱：采用电机+传动轴+传统车桥的驱动方式 优点： ● 结构简单，传动效率高； ● 方案成熟，可靠性高 ● 用传统燃油车车身改制，改制难度小，风险低； ● 开发周期短，制造成本低； 适用于动力性需求一般的中小型客车、轻卡以及部分低车速运营场景。 缺点： l 只能在电机自身输出范围内进行调速调扭， 无法兼顾车辆的大扭矩与高车速工况； l 电机体积大，整个驱动系统重量大； l 占用空间大，不利于整车布置； l 低速爬坡性能相对较差，爬坡度有限制，不 适合山区；

电机+减速器：采用电机+减速器+传动轴+传统车桥的驱动方式，可提升系统输出扭矩，降低对电机的输出扭矩需求，调速范围低。电机车轮电源可变或中央减速器电机固定齿比转换器电力口国E美速齿轮福华车主减轮轮优点：车轮采用小扭矩高转速电机，拓宽电机高效区，通过AMT调节，实现电机更多地工作在高效区，综合电耗更低；采用变速箱，可使用更小的电机和电机控制器，综合成本比同级别直驱产品更低。缺点：·占用空间大，不利于整车布置；·系统总成重量较同级直驱产品轻。适用于车速较低、扭矩需求比较大的矿用卡车

● 电机+减速器：采用电机+减速器+传动轴+传统车桥的驱动方式，可提升系统输出扭矩，降低对 电机的输出扭矩需求，调速范围低。 优点： ● 采用小扭矩高转速电机，拓宽电机高效区，通过AMT调节，实现电机更多地工作在高效区，综合 电耗更低； ● 采用变速箱，可使用更小的电机和电机控制器，综合成本比同级别直驱产品更低。 缺点： ● 占用空间大，不利于整车布置； ● 系统总成重量较同级直驱产品轻。 适用于车速较低、扭矩需求比较大的矿用卡车

●电机+AMT：采用电机+多档变速器的驱动方式。通过变速器实现更宽范围的调速调扭，满足不同车速下动力性与经济性要求；●适用于工况多变的中重卡。●针对中重型专用车市场设计开发的东风德纳EP28D电驱桥，采用电机、变速器、驱动桥、AMT高度集成，是一种双速的AMT整体电驱动桥方案。该产品已在东风商用车公司主流新能源整车平台D560上应用，●在中央电机驱动构型中，电机+AMT技术路线是大部分中重卡最佳选择。电机多档变速器车车主减轮轮

● 电机+AMT：采用电机+多档变速器的驱动方式。 ● 通过变速器实现更宽范围的调速调扭，满足不同车速下动力性与经济 性要求； ● 适用于工况多变的中重卡。 ● 针对中重型专用车市场设计开发的东风德纳EP28D电驱桥，采用电机、 变速器、驱动桥、AMT高度集成，是一种双速的AMT整体电驱动桥方 案。该产品已在东风商用车公司主流新能源整车平台D560上应用。 ● 在中央电机驱动构型中，电机+AMT￾技术路线是大部分中重卡最佳选 择

2.2电驱动桥●将电机、减/变速器集成到车桥上，取消动力总成悬置、传动轴等系统，具有集成度高、传动效率高、重量小的优点，电驱动桥根据电机位置、传动机构类型可分为中央集中式电驱桥、中央分布式电驱桥以及轮边/轮毂电驱桥

2.2￾电驱动桥 ● 将电机、减/变速器集成到车桥上，取消动力总成悬置、传动轴等系统，具有集成度高、传动效率 高、重量小的优点。 ● 电驱动桥根据电机位置、传动机构类型可分为中央集中式电驱桥、中央分布式电驱桥以及轮边/轮 毂电驱桥

中央集中式电驱桥：将电机、变速器/减速器集成至驱动桥中央，通过差速器输出可根据电机转轴与驱动桥轴线位置关系分为平行轴式、同轴式与垂直轴式三种。电机变速机构车车差速器轮轮

● 中央集中式电驱桥：将电机、变速器/减速器集成至驱动桥中央，通过差速器输出。 ● 可根据电机转轴与驱动桥轴线位置关系分为平行轴式、同轴式与垂直轴式三种

平行轴式（如Tesla，如果采用双电机，有一个协调问题，比较麻烦！）●采用外挂式电机与驱动桥集成的一体式结构，驱动平稳，动力强劲，性能可靠。●电机高度集成，有效释放底盘空间电机直驱，取消传动轴，提升了传动效率；·可搭配传统减速器设计，性能稳定可靠；电机和减速器独立装配，维修更换方便。Roadster电驱动系统：1-驱动电机：2-减速器：3-电力电子部分（PEM）其成本、可靠性、维修性优于同轴式，成本、效率优于垂直轴式，更适合重卡复杂工况。平行轴电机平行轴挡电机车C2-4轮电机挡

平行轴式（如Tesla，如果采用双电机，有一个协调问题，比较麻烦！） ● 采用外挂式电机与驱动桥集成的一体式结构，驱动平稳，动力强劲，性能可靠。 ● 电机高度集成，有效释放底盘空间； ● 电机直驱，取消传动轴，提升了传动效率； ● 可搭配传统减速器设计，性能稳定可靠； ● 电机和减速器独立装配，维修更换方便。 Roadster电驱动系统：1-驱动电机；2-减速器；3-电力 电子部分（PEM） 其成本、可靠性、维修性优于同轴式，成本、效率优于垂直轴式，更适合重卡复杂工况

2012年6月，特斯拉modelS/X异步三合一电驱动开始量产，T型布局。减速器居中，电机和控制器左右布置。特斯拉第二代电驱动分为LDU（LargeDriveUnit，大电驱，用于后驱）和SDU（SmallDriveUnit，小电驱，用于标准版前后驱和性能版前驱）两种。LDU体积和功率较大，SDU则相反，其在车型上的配置可以小结如下：ModelS后驱版：后轴LDUModelS标准版：前轴SDU+后轴SDU.ModeIS性能版：前轴SDU+后轴LDUhttps://zhuanlan.zhihu.com/p/670083953

● 2012年6月，特斯拉model￾S/X异步三合一电驱动开始量产，T型布局。 ● 减速器居中，电机和控制器左右布置。 ● 特斯拉第二代电驱动分为LDU（Large￾Drive￾Unit，大电驱，用于后驱）和SDU（Small￾ Drive￾Unit，小电驱，用于标准版前后驱和性能版前驱）两种。LDU体积和功率较大，SDU则 相反，其在车型上的配置可以小结如下： ● Model￾S后驱版：后轴LDU ● Model￾S标准版：前轴SDU+后轴SDU ● Model￾S性能版：前轴SDU+后轴LDU ● https://zhuanlan.zhihu.com/p/670083953