01 電驅(qū)動系統(tǒng)組成

電驅(qū)動系統(tǒng)由驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)控制器和減速器三個部分組成（圖1、圖2）。在車輛行駛過程中，驅(qū)動電機(jī)通過來自動力蓄電池的電能產(chǎn)生驅(qū)動力，并在減速過程中將車輛動能產(chǎn)生的電能為動力蓄電池充電。驅(qū)動電機(jī)具有電動和發(fā)電功能。驅(qū)動電機(jī)和減速器通過轉(zhuǎn)子軸的花鍵結(jié)構(gòu)連接。

減速器總成由左右箱體和兩級齒輪副及差速器機(jī)構(gòu)組成；驅(qū)動時，將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速扭矩，降速增扭后傳遞到驅(qū)動軸以驅(qū)動整車運(yùn)動；發(fā)電時，將整車傳遞到驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速扭矩，增速降扭后傳遞到電機(jī)發(fā)電；實現(xiàn)整車轉(zhuǎn)彎時的差速功能。

電機(jī)控制器在驅(qū)動時，將高壓直流電通過IGBT功率模塊，轉(zhuǎn)換成三相交流電，驅(qū)動電機(jī)輸出動力給減速器；發(fā)電時，將電機(jī)線圈端產(chǎn)生的三相交流電通過IGBT模塊，轉(zhuǎn)變成高壓直流電，給電池充電。

02驅(qū)動電機(jī)功能

驅(qū)動電機(jī)具有兩個功能：一是將動力蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動力；二是通過驅(qū)動輪的再生制動產(chǎn)生電能，將車輛的動能轉(zhuǎn)換為電能為動力蓄電池充電。

1．行駛時（圖3）

（1）通過打開／關(guān)閉功率晶體管，交流電被發(fā)送到驅(qū)動電機(jī)的定子線圈。

（2）通過將6個功率晶體管的輸入切換到驅(qū)動電機(jī)，可以切換各相線圈的磁力方向，并在驅(qū)動電機(jī)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

（3）轉(zhuǎn)子隨著轉(zhuǎn)子磁體，根據(jù)旋轉(zhuǎn)磁場的方向吸引／排斥而旋轉(zhuǎn)。

2．再生制動時（圖4）

（1）在減速期間，從驅(qū)動輪傳遞來的驅(qū)動力使轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)，當(dāng)永磁體改變轉(zhuǎn)子線圈周圍的磁通量時，會發(fā)生電磁感應(yīng)作用，從而在定子線圈中產(chǎn)生交流電動勢，在定子線圈中產(chǎn)生電流。

（2）來自定子線圈的交流電動勢輸入到逆變器，并通過三相波整流將其轉(zhuǎn)換為直流電。

（3）逆變器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，從而為動力蓄電池充電。

03驅(qū)動電機(jī)結(jié)構(gòu)

1．定子

驅(qū)動電機(jī)定子組件會產(chǎn)生磁場，從而在驅(qū)動過程中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子線圈。定子組件由定子鐵芯和定子線圈組成。定子組件采用矩形導(dǎo)線分布繞組。通過采用矩形導(dǎo)線分布繞組，可以流過大量電流。從而可以實現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩，定子線圈及其橫截面如圖5所示。

定子組件在再生制動期間通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子線圈來產(chǎn)生電流。在驅(qū)動過程中，電流流過定子線圈，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。在再生制動期間，隨著磁通量在轉(zhuǎn)子線圈周圍的變化，電磁感應(yīng)作用會產(chǎn)生電流。如圖6所示，定子線圈具有U相，V相和W相的三相構(gòu)造，并且采用星形連接來連接線圈。

驅(qū)動電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)矩波動而產(chǎn)生噪音和振動。為了減小轉(zhuǎn)矩波動范圍，定子采用了紋波減小結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

2．轉(zhuǎn)子

如圖8所示，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子芯，轉(zhuǎn)子線圈，轉(zhuǎn)子軸和其他零件組成。轉(zhuǎn)子采用了永磁同步驅(qū)動電機(jī)（內(nèi)部永磁同步驅(qū)動電機(jī)）。永磁同步驅(qū)動電機(jī)在其中嵌入了永磁體轉(zhuǎn)子，并可以實現(xiàn)高扭矩和高轉(zhuǎn)速。

（1）行駛時

定子線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場使轉(zhuǎn)子線圈的永磁體吸引／排斤，從而使轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組件將旋轉(zhuǎn)力傳遞到花鍵嚙合的驅(qū)動橋，以旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輪。

（2）再生制動時

來自驅(qū)動輪的驅(qū)動力傳遞到驅(qū)動電機(jī)，并使轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)。當(dāng)永磁體改變轉(zhuǎn)子線圈周圍的磁通量時，會發(fā)生電磁感應(yīng)作用，從而在定子線圈中產(chǎn)生電流。

（3）操作方式

①驅(qū)動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向隨著對每個定子線圈相的輸入進(jìn)行切換而被切換改變功率晶體管的組合。

②駕駛員進(jìn)行變速操作時，變速位置信息從電動變速桿組件輸入到VCU。

③ VCU根據(jù)輸入的換擋位置信息將驅(qū)動電機(jī)的正向／反向旋轉(zhuǎn)添加到所需驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)矩的計算中。

④逆變器切換輸入到定子線圈的電功率，以執(zhí)行驅(qū)動電機(jī)的正向坂向旋轉(zhuǎn)。

（4）前進(jìn)時

通過輸入到各相的電流，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并且車輛向前行駛（圖9）。

（5）倒車時（圖10）

當(dāng)通過切換三相中的兩個來將電流輸入到驅(qū)動電機(jī)定子線圈時，轉(zhuǎn)子沿反向旋轉(zhuǎn)并且車輛反向。

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