恩梯恩EV驱动装置:增加单马达等种类,操舵系统推出电控新方案

2011-06-03 18:55:22来源: 技术在线
  日本恩梯恩增加了正在开发的EV(电动汽车)驱动装置种类。除已公布的普通车型轮内马达外,还公开了用于超小型车的轮内马达、以及无轮内马达的单马达式系统。

  用于普通车型的轮内马达方面,其摆线减速器等硬件与已有产品相同。输出功率为30kW,最高速度为150km/h。最大的变化是新采用了恩梯恩自制的逆变器,并全部纳入驱动系统中(图1)。

图1:将轮内马达纳入系统
含逆变器在内,计划虚线内的所有部件采用自制产品。

  主张“EV不需要采用匹配技术”的人们认为,马达与逆变器等可以从公开市场上“采购最佳”的低价产品并组合使用。但在开发轮内马达的过程中发现,这样做无法顺利开发出产品。

  当马达的传感器信号传向逆变器时,两者的时间常数匹配较差时就会产生声音,导致出现摆动等故障。而解决该问题的正是“匹配”,所以配套开发逆变器与马达更便于系统的开发。这样,且不说逆变器的元件,系统整体采用恩梯恩品牌自制的方法更好。

  另外,此次公开的超小型车轮内马达预定用于购物与通勤等近距离行驶的单人或双座超小型EV(图2)。恩梯恩实际制作出了试制车,并在公司内部驾驶(图3)。目前试制品的马达输出功率为2kW,实际生产时可能略高于这个数值。马达的轴向厚度较薄,几乎与车轮相同(图4)。

图2:恩梯恩设想的超小型车
利用小型轮内马达分别驱动左右后轮
图3:采用了小型轮内马达的试制车
已在公司内部试驾。
图4:试制车的左后轮
下摇臂和上摇臂直接安装在马达的壳体上。前侧为布线部位,虽然车轮内侧的突起部分不小,不过这个问题可以随时解决。

  在装有马达和减速器的壳体——铝(Al)合金铸件上直接安装了下摇臂和上摇臂,从而使其具有转向节功能。恩梯恩没有公布减速器采用的是摆线式还是行星齿轮机构。

  新公开的单马达式是现在的主流方式。在车身中心线附近的弹簧上安装马达,通过等速万向节驱动左右车轮。

  其特点是在马达上组合使用了2速变速箱(图5)。因为马达的转数比发动机多,为生成扭矩目前的主流做法是固定变速比,而恩梯恩却提出了不同的思路。

图5:安装在弹簧上的单马达驱动机构轮
左侧为马达,右侧为2速变速箱。

  不管哪种马达,转数与扭矩几乎都成反比(图6)。注重最高速度的话,起动扭矩就会减少〔图6(a)〕。而注重起动扭矩的话,最高速度就会下降〔图6(b)〕。要想同时满足这两方面就只能加大输出功率。如果采用2级变速,就可在不加大马达输出功率的情况下兼顾起动扭矩和最高速度〔图6(c)〕。虽因追加变速箱而重量增加,但缩小马达即可弥补差距。最终结果是重量减少了20~25%。

图6:采用2速的意义
(a)配合最高转数的话就不能达到扭矩的最大值。(b)配合起动(转数为0时)扭矩的话就不能达到最高转数。(c)如果改为2级变速,即使不提高输出功率也能同时满足两方面。

  变速箱与输入轴和输出轴平行排列,具有两组2级斜齿轮。与普通手动变速箱同为常啮合式,不过更换时采用不同于一般同步啮合或爪形离合器式的机构

束角控制马达变身备用马达

  另外,不用于驱动、但利用电控转向的操舵系统也在此次进行了公开。方向盘上装有旋转传感器,利用主马达进行操作。没有连接车轴,仅通过电信号传递方向盘的动作(图7)。因此,不需要区分左舵车和右舵车、以及碰撞时的缓冲装置。

  除主马达外还安装了副马达(图8)。副马达起两种作用。一种是平时用来改变左右拉杆的间距,控制束角(Toe)(车轮相对车辆前进方向的张角)。前束量增大时直进性提高,接近0时行驶阻力减少。另一种是作为主马达出现烧坏等故障时的备用马达。0.1秒以内即可完成切换,代替主马达进行操舵。

图7:采用电控转向的操舵机构
轴没有连接齿条齿轮。左侧为传感器和模拟反力的马达。
图8:齿条齿轮
实际与齿条齿轮位于同轴的是副马达。照片上为主马达。

关键字:恩梯恩  EV驱动装置  轮内马达  单马达

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0603/article_3822.html
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