纯电动客车轮边驱动与中央直驱对比分析

汪中传， 王 煜， 史先松， 杨继昌

(安徽安凯汽车股份有限公司， 合肥 230051)

电动客车轮边驱动以其轻量化、高效化的优势正在取代中央直驱，成为行业发展的方向[1-2]。轮边电机驱动桥取消了桥壳和半轴，驱动电机安装在车轮旁边，结构空间和重量得以大幅度降低[3-4]。轮边驱动桥仍然是刚性整体桥，可以使用钢板弹簧悬架，也可以使用空气弹簧和螺旋弹簧与减振器组合的悬架。

1 设计、工艺及成本对比

1.1 设计对比

本文依托于某12 m纯电动客车在原中央电机直驱车型的基础上进行轮边电机驱动桥的改型设计。

结构布置上，中央电机直驱桥由于具有桥包、桥壳以及传动轴，所以使得客车底架相应部分需抬高；而轮边驱动桥能实现全通道低地板，不仅布置更加灵活，而且更方便乘客上下车[5-6]。

原中央电机直驱车型电机额定功率100 kW，额定转速1 350 r/min，额定转矩635 Nm，重量在300 kg左右，其匹配的动力电池电压及容量为537.6 V、600 Ah。根据改型设计要求，在不降低整车性能的基础上，进行轮边驱动设计[7-9]，左右两个轮边电机的主要参数为：单个电机的额定功率60 kW，额定转速 4 500 r/min，额定转矩128 Nm，重量22 kg。轮边驱动车辆匹配的动力电池的电压及容量为633.6 V、480 Ah。轮边驱动电机装配如图1所示。

1—电机； 2—齿轮箱； 3—制动器； 4—轮毂。

1.2 工艺及成本对比

轮边驱动的一体化在装配工艺上虽然省去了桥包、桥壳、半轴等装配件，但轮边电机与驱动桥的集成装配工艺较复杂且难度也较大，对装配工的技能要求也更高[10]。

中央电机直驱桥主要包括驱动桥系统、电机、电机控制器、传动轴及一些支架和轴承，总价在13.8万元左右。轮边驱动桥主要包括驱动桥、电机、控制器、变频器、线束，价格在16万元左右，相较于中央直驱成本稍高。

2 性能试验对比

本文性能试验主要考察两种驱动方式对整车部分性能的影响，包括等速电耗试验、加速电耗试验及制动试验[11]。

1)等速电耗试验。通过此试验对比得出：轮边驱动桥车辆在各工况下耗电量均小于中央直驱车辆。试验数据见表1。

表1 1 km等速电耗试验对比

2) 加速电耗试验。通过此试验对比得出：轮边驱动桥车辆加速时间比中央直驱车辆加速时间短，加速距离短，3种低速加速工况下电耗高，0～60 km/h加速工况下电耗低。轮边电机功率较中央直驱电机功率小，在低速加速时需较大扭矩，耗电量较高，当速度提升至一定程度后，单个轮边电机工作则可满足需求；而中央直驱电机则出现功率富余，耗电较轮边电机增加。试验数据见表2。

表2 加速电耗试验对比

3) 制动试验。试验数据见表3。轮边驱动的制动时间及制动距离均短于中央直驱；电机反拖制动回收能量在30 km/h～0工况下两者相同，其他3种工况下，轮边驱动的回收能量少于中央直驱。轮边电机功率小，绕组少，在电机反拖中切割磁力线较中央直驱电机偏低，故回收能量较低。

表3 制动试验对比

3 结束语

本文对轮边驱动车辆与中央直驱车辆做了对比分析，综合得出轮边驱动在成本增加不多的情况下在设计布置、经济性、动力性方面优势明显，装配工艺方面则与中央直驱各有优劣。