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恩梯恩EV驅動裝置:增加單馬達等種類,操舵系統推出電控新方案

作者: 時間:2011-06-03 來源:網絡 收藏
  日本增加了正在開發的EV(電動汽車)驅動裝置種類。除已公布的普通車型外,還公開了用于超小型車的、以及無式系統。

  用于普通車型的輪內馬達方面,其擺線減速器等硬件與已有產品相同。輸出功率為30kW,最高速度為150km/h。最大的變化是新采用了自制的逆變器,并全部納入驅動系統中(圖1)。

圖1:將輪內馬達納入系統
含逆變器在內,計劃虛線內的所有部件采用自制產品。

  主張“EV不需要采用匹配技術”的人們認為,馬達與逆變器等可以從公開市場上“采購最佳”的低價產品并組合使用。但在開發輪內馬達的過程中發現,這樣做無法順利開發出產品。

  當馬達的傳感器信號傳向逆變器時,兩者的時間常數匹配較差時就會產生聲音,導致出現擺動等故障。而解決該問題的正是“匹配”,所以配套開發逆變器與馬達更便于系統的開發。這樣,且不說逆變器的元件,系統整體采用品牌自制的方法更好。

  另外,此次公開的超小型車輪內馬達預定用于購物與通勤等近距離行駛的單人或雙座超小型EV(圖2)。恩梯恩實際制作出了試制車,并在公司內部駕駛(圖3)。目前試制品的馬達輸出功率為2kW,實際生產時可能略高于這個數值。馬達的軸向厚度較薄,幾乎與車輪相同(圖4)。

圖2:恩梯恩設想的超小型車
利用小型輪內馬達分別驅動左右后輪
圖3:采用了小型輪內馬達的試制車
已在公司內部試駕。
圖4:試制車的左后輪
下搖臂和上搖臂直接安裝在馬達的殼體上。前側為布線部位,雖然車輪內側的突起部分不小,不過這個問題可以隨時解決。

  在裝有馬達和減速器的殼體——鋁(Al)合金鑄件上直接安裝了下搖臂和上搖臂,從而使其具有轉向節功能。恩梯恩沒有公布減速器采用的是擺線式還是行星齒輪機構。

  新公開的式是現在的主流方式。在車身中心線附近的彈簧上安裝馬達,通過等速萬向節驅動左右車輪。

  其特點是在馬達上組合使用了2速變速箱(圖5)。因為馬達的轉數比發動機多,為生成扭矩目前的主流做法是固定變速比,而恩梯恩卻提出了不同的思路。

圖5:安裝在彈簧上的驅動機構輪
左側為馬達,右側為2速變速箱。

  不管哪種馬達,轉數與扭矩幾乎都成反比(圖6)。注重最高速度的話,起動扭矩就會減少〔圖6(a)〕。而注重起動扭矩的話,最高速度就會下降〔圖6(b)〕。要想同時滿足這兩方面就只能加大輸出功率。如果采用2級變速,就可在不加大馬達輸出功率的情況下兼顧起動扭矩和最高速度〔圖6(c)〕。雖因追加變速箱而重量增加,但縮小馬達即可彌補差距。最終結果是重量減少了20~25%。

圖6:采用2速的意義
(a)配合最高轉數的話就不能達到扭矩的最大值。(b)配合起動(轉數為0時)扭矩的話就不能達到最高轉數。(c)如果改為2級變速,即使不提高輸出功率也能同時滿足兩方面。

  變速箱與輸入軸和輸出軸平行排列,具有兩組2級斜齒輪。與普通手動變速箱同為常嚙合式,不過更換時采用不同于一般同步嚙合或爪形離合器式的機構

束角控制馬達變身備用馬達

  另外,不用于驅動、但利用電控轉向的操舵系統也在此次進行了公開。方向盤上裝有旋轉傳感器,利用主馬達進行操作。沒有連接車軸,僅通過電信號傳遞方向盤的動作(圖7)。因此,不需要區分左舵車和右舵車、以及碰撞時的緩沖裝置。

  除主馬達外還安裝了副馬達(圖8)。副馬達起兩種作用。一種是平時用來改變左右拉桿的間距,控制束角(Toe)(車輪相對車輛前進方向的張角)。前束量增大時直進性提高,接近0時行駛阻力減少。另一種是作為主馬達出現燒壞等故障時的備用馬達。0.1秒以內即可完成切換,代替主馬達進行操舵。

圖7:采用電控轉向的操舵機構
軸沒有連接齒條齒輪。左側為傳感器和模擬反力的馬達。
圖8:齒條齒輪
實際與齒條齒輪位于同軸的是副馬達。照片上為主馬達。



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