RU2146623C1 - Привод электромобиля - Google Patents
Привод электромобиля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2146623C1 RU2146623C1 RU98107950A RU98107950A RU2146623C1 RU 2146623 C1 RU2146623 C1 RU 2146623C1 RU 98107950 A RU98107950 A RU 98107950A RU 98107950 A RU98107950 A RU 98107950A RU 2146623 C1 RU2146623 C1 RU 2146623C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shafts
- control system
- electric
- drive
- electric motor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тяговым электромеханическим приводам транспортных средств. Привод содержит преимущественно питаемый от преобразователя частоты трехфазный асинхронный электродвигатель, связанный через редуктор с полуосями колес, и систему управления. Ротор выполнен из половин с короткозамкнутыми обмотками, которые установлены в расточке однопакетного статора соосно, с аксиальным смещением и воздушным зазором. Конструкция допускает относительное вращение половин на индивидуальных оппозитно расположенных валах в подшипниковых узлах на общей оси в одинаковом направлении. Валы соединены с входными звеньями левой и правой передач редуктора, а ведомые звенья на индивидуальных валах - с полуосями. Двигатель, редуктор и система управления совместно образуют компактный агрегат, устанавливаемый в электромобиле поперечно. Двигатель выполняет также функцию межколесного дифференциала, что позволяет исключить механический дифференциал. Привод обладает улучшенными габаритно-массовыми показателями и дешевле в производстве. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.
Description
Изобретение относится к тяговым электромеханическим приводам наземных транспортных средств и может быть использовано, главным образом, в электромобилях.
Многообразие известных схем, конструкций и компоновочных решений тяговых приводов электромобилей укладывается в рамки трех основных вариантов:
- центральный электродвигатель плюс редуктор плюс межколесный механический дифференциал (подварианты с задним, передним и разнесенным их расположением);
- два бортовых электродвигателя, по одному на каждое ведущее колесо (подварианты с задним и передним расположением);
- электромотор-колеса (подварианты с двумя и четырьмя мотор-колесами).
- центральный электродвигатель плюс редуктор плюс межколесный механический дифференциал (подварианты с задним, передним и разнесенным их расположением);
- два бортовых электродвигателя, по одному на каждое ведущее колесо (подварианты с задним и передним расположением);
- электромотор-колеса (подварианты с двумя и четырьмя мотор-колесами).
Наиболее распространены и считаются перспективными электромобили с приводом по первому варианту, в том числе с комбинированными силовыми установками (FR N 2200800 A, B 60 K 17/00, 1974; US N 3888325 A, B 60 K 1/00, 1975).
Второй вариант привода реализован, в частности, в электромобиле Impact, разработанном концерном General Motors (Автомобильная промышленность США, 1990, N 5. - С.7-9). В нем два электродвигателя переднего расположения определяют завышенные габаритно-массовые и стоимостные показатели. В то же время, несомненным достоинством этого привода следует признать использование перспективных асинхронных электродвигателей (по 42,5 кВт каждый) с регулируемым инвертором в составе системы управления приводом.
Как и в автомобилях с ДВС, в электромобилях, в составе их приводов предусмотрены механические дифференциалы, конструкции которых разнообразны и делятся на две большие группы - неблокирующиеся и блокирующиеся дифференциалы. Последние позволяют исключить пробуксовку при потере сцепления одного из колес с грунтом, но имеют спектр собственных недостатков (SU N 697360 A, B 60 K 17/20, 1979).
Один из лучших современных электромобилей, - ВАЗ 1111Э на базе "Оки", - имеет привод, включающий в себя поперечно расположенный центральный тяговый электродвигатель (постоянного тока, независимого возбуждения, 12 кВт), связанный с полуосями колес через редуктор ("главную передачу") в виде пары цилиндрических зубчатых колес и конический дифференциал. При этом ось ведомого зубчатого колеса редуктора (и дифференциала) параллельна оси электродвигателя.
Близким аналогом заявленного устройства по назначению и совокупности конструктивных признаков является привод электромобиля Peugeot 106 Electric (Франция), содержащий систему управления и центральный тяговый электродвигатель с ротором и неподвижным однопакетным статором (Журнал "5 колесо", 1995,N 10(38). - С.7).
В нем электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением, мощностью 20 кВт. Ротор закреплен на полом валу. В полости коаксиально установлен другой вал. Один свободный конец вала снабжен конической солнечной шестерней. Смежный конец вала ротора соединен с водилом конического дифференциала, в состав которого входит и упомянутая коническая солнечная шестерня, другой конец вала соединен с полуосью колеса электромобиля. Вал второй конической солнечной шестерни соединен с полуосью колеса электромобиля. Вал второй конической солнечной шестерни соединен с полуосью другого колеса электромобиля. Таким образом, электродвигатель и механический дифференциал образуют тяговый агрегат, установленный в электромобиле поперечно с образованием асимметричной компоновки. Устройство компактнее предыдущего аналога.
Однако всем известным схемам и конструкциям приводов электромобилей с центральным электродвигателем и дифференциалом с его сложностью и значительной стоимостью свойственна недостаточно высокая проходимость на скользкой дороге (как, впрочем, и любого автомобиля с неблокирующимся дифференциалом любой известной конструкции). Это объясняется свойством дифференциала обеспечивать практически равные моменты на ведущих колесах. Если, например, правое колесо, оказавшись на обледенелом участке дороги, начинает буксовать из-за недостаточного сцепления с ним, т.е. не развивает тяговую силу, то не развивает тяговую силу и левое колесо. При этом левое колесо находится на твердом грунте в условиях хорошего сцепления. Эту картину можно наблюдать достаточно часто в зимнее время.
Введение блокирующихся дифференциалов, упомянутых в обзоре аналогов, еще в большей степени увеличивает массу, габариты, стоимость, трудоемкость регламентных и ремонтных работ, вероятность отказов в работе и, следовательно, ухудшает безопасность эксплуатации электромобиля.
Наиболее близким к заявленному устройству и принятым за прототип является привод электромобиля, содержащий систему управления и центральный тяговый электродвигатель с двумя роторами, соосно установленными в расточке неподвижного однопакетного статора с возможностью вращения друг относительно друга на оппозитных валах, внешние концы которых соединены с редукторами (JP 5-276719 A, 22.10.1993).
В примере выполнения известного устройства (фиг.4 описания прототипа) редукторы выполнены в виде ременных передач.
Привод с таким электродвигателем позволяет исключить механический дифференциал, т.к. сам электродвигатель способен выполнять параллельно и его функции. При этом повышается проходимость на скользкой дороге (бездорожье).
Однако в устройстве-прототипе лишь частично использованы возможности улучшения габаритно-массовых и стоимостных показателей, снижения трудоемкости обслуживания и ремонта.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является улучшение технико-эксплуатационных и экономических характеристик электромобилей и др. транспортных средств с электротягой путем улучшения габаритно-массовых и стоимостных показателей, снижения трудоемкости обслуживания и ремонта.
Решение указанной задачи обеспечивается тем, что в приводе электромобиля, содержащем систему управления и центральный тяговый электродвигатель с двумя роторами, соосно установленными в расточке неподвижного однопакетного статора с возможностью вращения друг относительно друга на оппозитных валах, внешние концы которых соединены с редукторами, система управления, по меньшей мере, частично расположена в П-образной нише между электродвигателем и редукторами, при этом электродвигатель, редуктор и система управления совместно образуют агрегат.
Задача решается также за счет дополнительных отличительных конструктивных признаков, а именно тем, что электродвигатель при этом выполнен трехфазным асинхронным, а система управления включает в себя преобразователь частоты питания электродвигателя.
На чертеже показана схема привода электромобиля.
Привод электромобиля содержит центральный тяговый электродвигатель 1, связанный через редукторы 2 с полуосями 3, 4 колес 5, 6 электромобиля, и систему управления 7. В состав электродвигателя 1 входят два ротора 8, 9 с короткозамкнутыми обмотками. Роторы 8, 9 установлены в расточке статора 10 соосно и с воздушным зазором, т.е. аксиально разнесены. При этом они полностью охвачены общим неподвижным однопакетным статором 10, преимущественно с единой обмоткой. "Единство" обмотки статора 10 предполагает единообразие фазной обмотки на всей длине статора, т.е. обеспечение по всей длине статора 10 вращающегося поля одного следования. Конструкция роторов 8, 9 и зазор между ними допускают относительное их вращение на индивидуальных валах 11 и 12 соответственно в подшипниковых узлах 13, 14, 15 на общей неподвижной оси 16. При этом валы 11, 12 расположены оппозитно. Система управления 7 и обмотка статора 10 обеспечивают возможность вращения роторов 8, 9 в одинаковом направлении. Внешние концы валов 11 и 12 соединены с соответствующими входными звеньями (в частности шестернями) редукторов 2.
В конкретном примере конструктивного исполнения, являющимся рациональным на данный момент вариантом устройства, предусмотрены редукторы 2, которые выполнены каждый в виде одинаковых пар (левой 17 и правой 18) зубчатых колес, плоскости которых перпендикулярны оси роторов 8, 9, ведущие зубчатые колеса (шестерни) установлены на валах 11, 12, а ведомые зубчатые колеса установлены на индивидуальных валах 19, 20. Последние связаны с полуосями 3, 4 соответственно.
Система управления 7 по меньшей мере частично расположена в П-образной нише между электродвигателем 1 и редукторами 2 (парами зубчатых колес 17, 18). Таким образом электродвигатель 1, редукторы 2 и система управления 7 совместно образуют компактный агрегат.
В данном примере электродвигатель 1 выполнен трехфазным асинхронным, а система управления 7 включает в себя преобразователь частоты питания электродвигателя 1.
Предпочтительно поперечное расположение электродвигателя 1 на равном расстоянии от колес 5 и 6 электромобиля. При этом в электромобиле предусмотрено, как правило, два управляемых ведомых колеса (т.е. не бортовой способ поворота).
Приведенный в качестве примера промышленно реализуемый агрегат для специального или конвертированного электромобиля имеет следующие технические характеристики:
мощность.............. 12 кВт;
число оборотов выходных валов редукторов....500 с-1;
номинальный суммарный крутящий момент на выходных валах редукторов...... ..114 Н•м;
напряжение питания электродвигателя...... 160 В;
частота питания электродвигателя......(0...50) Гц;
количество фаз.............3;
номинальная сила тока...........34 А;
диаметр расточки статора..........300 мм;
длина статора.............240 мм.
мощность.............. 12 кВт;
число оборотов выходных валов редукторов....500 с-1;
номинальный суммарный крутящий момент на выходных валах редукторов...... ..114 Н•м;
напряжение питания электродвигателя...... 160 В;
частота питания электродвигателя......(0...50) Гц;
количество фаз.............3;
номинальная сила тока...........34 А;
диаметр расточки статора..........300 мм;
длина статора.............240 мм.
Возможны другие варианты конструктивного исполнения и компоновки устройства в электромобиле в рамках заявленной совокупности существенных признаков.
Устройство работает следующим образом.
При прямолинейном движении электромобиля магнитное поле статора 10 увлекает оба ротора 8, 9 с их валами 11, 12, которые через редукторы 2 приводят в синхронное вращение колеса 5 и 6 соответственно.
Интерес представляет работа привода и движение электромобиля при потере сцепления одного из колес 5,6 с грунтом (попадание на скользкое место).
При буксовании, например, колеса 6 им развивается весьма малая тяговая сила. Колесо 5, сохранившее хорошее сцепление с грунтом, развивает полную тяговую силу и продолжает двигать электромобиль.
Никаких отрицательных явлений не будет происходить и при повороте, т.к. при этом скольжение в электродвигателе (вращение роторов относительно статора 10) не превышает 20% (из условия поворота электромобиля с колеей 1,3 м с минимальным внешним радиусом поворота 6 м).
Таким образом, сам электродвигатель наряду с основными своими функциями выполняет функцию автомобильного механического дифференциала в режиме поворота электромобиля при отсутствии основных недостатков дифференциалов.
Отпадает необходимость в специальном (механическом или ином) блокирующемся межколесном дифференциале. В отдельных случаях возможно исключение и межосевых дифференциалов полноприводных транспортных средств.
Компоновка агрегата с размещением системы управления в П-образной нише, образованной редукторами 2, обусловливает улучшение габаритно-массовых показателей привода и снижение стоимости, облегчает техническое обслуживание и ремонт электромобиля. Выполнение заявленного агрегата с трехфазным асинхронным электродвигателем с преобразователем частоты также повышает технико-эксплуатационные и экономические характеристики, что соответствует современным тенденциям в развитии электромобильного транспорта.
Claims (2)
1. Привод электромобиля, содержащий систему управления и центральный тяговый электродвигатель с двумя роторами, соосно установленными в расточке неподвижного однопакетного статора с возможностью вращения друг относительно друга на оппозитных валах, внешние концы которых соединены с редукторами, отличающийся тем, что система управления, по меньшей мере, частично расположена в П-образной нише между электродвигателем и редукторами, при этом электродвигатель, редукторы и система управления совместно образуют агрегат.
2. Привод электромобиля по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен трехфазным асинхронным, а система управления включает в себя преобразователь частоты питания электродвигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98107950A RU2146623C1 (ru) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Привод электромобиля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98107950A RU2146623C1 (ru) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Привод электромобиля |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98107950A RU98107950A (ru) | 2000-02-10 |
RU2146623C1 true RU2146623C1 (ru) | 2000-03-20 |
Family
ID=20205282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98107950A RU2146623C1 (ru) | 1998-04-22 | 1998-04-22 | Привод электромобиля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2146623C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174835U1 (ru) * | 2016-11-15 | 2017-11-07 | Вальдемар Олегович Вагнер | Асинхронный электропривод с интеграцией на дифференциал |
RU2681611C2 (ru) * | 2017-08-03 | 2019-03-11 | Вальдемар Олегович Вагнер | Асинхронный электропривод с интеграцией на редуктор и дифференциал |
-
1998
- 1998-04-22 RU RU98107950A patent/RU2146623C1/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174835U1 (ru) * | 2016-11-15 | 2017-11-07 | Вальдемар Олегович Вагнер | Асинхронный электропривод с интеграцией на дифференциал |
RU2681611C2 (ru) * | 2017-08-03 | 2019-03-11 | Вальдемар Олегович Вагнер | Асинхронный электропривод с интеграцией на редуктор и дифференциал |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101979476B1 (ko) | 순수 전기식 4륜 구동 자동차의 구동 트레인 | |
US7624828B2 (en) | Vehicle power transfer system and method, and vehicle using the same | |
US20040116228A1 (en) | Drive configuration for a skid steered vehicle | |
CN107428234B (zh) | 电动轴 | |
US6332504B1 (en) | Electric vehicles | |
CN101067438A (zh) | 用于电动机轮轴驱动的具有行星差速器的减速齿轮系 | |
CN106740021A (zh) | 一种双电机组合的电动车驱动桥 | |
KR20140056131A (ko) | 토크 벡터링 장치 | |
CN106427551A (zh) | 一种用于电动汽车的免转轴两档变速传动系统 | |
JP2020531334A (ja) | 電気車軸アセンブリ | |
RU2714042C1 (ru) | Компактное приводное устройство для самоходных транспортных средств | |
RU2146623C1 (ru) | Привод электромобиля | |
JP2582505B2 (ja) | ハイブリッド型車両 | |
DE19624247C2 (de) | Fahrzeugantrieb mit Generator-Getriebe ohne Differential | |
RU2681611C2 (ru) | Асинхронный электропривод с интеграцией на редуктор и дифференциал | |
JP2000264086A (ja) | 四輪駆動装置 | |
CN207790291U (zh) | 纯电动汽车及其轮边系统 | |
CN113400913B (zh) | 一种具有双电机的电驱动桥结构及其工作方法 | |
SU1426857A1 (ru) | Ведуща ось транспортного средства | |
RU213826U1 (ru) | Тангенциальный электромеханический привод электротранспорта | |
CN207790285U (zh) | 一种电机驱动桥 | |
RU2721861C1 (ru) | Электропривод транспортного средства | |
CN213565276U (zh) | 一种低速双轴电驱动桥 | |
RU8846U1 (ru) | Асинхронный электродвигатель | |
JPH05284698A (ja) | 車両用電動機 |