
在电驱桥大家族当中,平行轴电驱桥已经广为人知,目前大量应用在电动轻卡与电动重卡上,相比之下,同轴电驱桥还属于小众类型。那么,什么是同轴电驱桥?相对于平行轴电驱桥有什么优缺点?其使用场景又是什么?对此,商车邦将从同轴电驱桥的结构、优缺点、使用场景三个维度进行详细分析。
同轴电驱桥的结构分析
平行轴电驱桥是指电机的轴线和车桥的轴线处于平行状态,电机将输出动力先通过两级齿轮(单挡变速箱)减速增扭,传递给差速器,再通过差速器连接的两根半轴来驱动车辆前进。由于电机和变速箱处于桥壳的前方或后方,通过法兰面与桥壳连接,因此称为外挂式电驱桥。
平行轴电驱桥,其电机的轴线和车桥轴线处于平行状态
乘用车的同轴电驱动总成,解剖面为行星齿轮和差速器
同轴电驱桥是指电机的轴线和车桥轴线处于同一直线上,其关键结构在于电机转子中间有一个长孔,电机动力通过一组行星齿轮机构进行减速增扭,先将动力传递给差速器,电机一侧的半轴则穿越电机转子中间空长孔后与差速器连接,最后通过差速器连接的两个半轴驱动车辆前进。同轴电驱桥在结构上属于三段式电驱桥,即左中右三部分,左侧为小半段桥壳,中间为电机,右侧为大半段桥壳,其内部要安装行星齿轮减速器和差速器。三者通过电机两端的法兰面和多个螺栓进行连接。
同轴电驱桥的关键特征:电机转子中间有一个长孔,半轴可以穿越
同轴电驱桥优缺点分析
1、在空间布置方面。根据以上结构介绍,同轴电驱桥将电机、变速箱、差速器全部集成在一起,其结构紧凑,在总布置时占用底盘较少的空间。相比之下,平行轴电驱桥的电机和变速箱固定在桥壳前方或后方,占据较大的底盘空间。在电动轻卡领域,有电池企业即将推出157kWh和171kWh的单包电池,其长度比现有140kWh单包电池略长一些,占据了车架中间、前桥和后桥之间的空间,平行轴电驱桥只能将电机和变速箱布置在桥壳后方,而车架后段还要布置备胎、气罐、气阀等零部件,很容易出现干涉现象;在电动重卡领域,某品牌的6×4电驱桥车型,其2轴的电机和变速箱布置在桥壳前方,而3轴则布置在桥壳后方,2轴和3轴中间的空间不便于布置,属于底盘空间浪费。因此,在结构设计紧凑程度和空间布置方面,同轴电驱桥要优于平行轴电驱桥。
同轴电驱桥结构紧凑,占据底盘空间较少,有利于总布置
2、在重量方面。在相同电机峰值功率的前提下,由于同轴电驱桥的结构紧凑,因此其重量比平行轴电驱桥略轻10%左右。电驱桥属于簧下质量,在恶劣道路上行驶时,簧下质量越轻则有利于减少地面引发的冲击振动。另外,平行轴电驱桥的重心偏离桥壳轴线,属于悬臂结构,在车辆急加速或急刹车时,悬臂结构会导致电机和变速箱出现上下摆动现象,不利于电驱桥的可靠性和耐久性;同轴电驱桥的重心处于车桥轴线上,就解决了以上问题,有利于车辆的平顺性、可靠性和耐久性。
平行轴电驱桥采用两级齿轮减速
3、在传动效率方面。同轴电驱桥只用一级行星齿轮减速,而平行轴电驱桥则需要使用两级齿轮减速,因此同轴电驱桥的传动效率要略高于平行轴电驱桥,相差在1%—2%。
4、在承载方面。电驱桥的承载主要依靠桥壳,由于平行轴电驱桥的桥壳是整体式,而同轴电驱桥的桥壳则是三段式,并且中段是电机的铝合金外壳,不能满足重载需求。在相同电机峰值功率的前提下,平行轴电驱桥的承载能力要高于同轴电驱桥。
5、在成本方面。由于同轴电驱桥的电机转子要有长孔,其机加工难度增大,并且产销量较低,市场占有率低于4%,不利于分摊研发成本和制造成本。因此在相同电机峰值功率的前提下,同轴电驱桥的价格要高于平行轴电驱桥。
6、在平台化和模块化方面。由于同轴电驱桥的空间已经固定,后期很难增加电机的功率,或更换电机的型号,无法满足后期升级的需求。相比之下,平行轴电驱桥在电机安装法兰面不变的情况下,可以更换电机型号,提升电机功率等,实现了平台化和模块化。
根据以上分析:同轴电驱桥的优点非常明显,结构紧凑、传动效率高,适合应用在高端车型;但是缺点也非常明显,承载能力差,无法满足重载需求,只能应用在轻载或标载车型。另外,成本略高不利于市场推广。
使用场景分析
根据以上对同轴电驱桥的优缺点分析,其适合底盘空间狭小、轻载或标载的车型,例如:电动VAN、微卡、小卡、轻卡等车型,其使用场景主要是:城市配送、城市客运、自用等等。
对于前置前驱的VAN类车型,例如小VAN或中VAN,其前桥是独立悬架,电机和变速箱固定在整车底盘上,通过两根半轴驱动前轮。由于同轴电驱桥结构紧凑,占据机舱空间较小,腾出的空间可以安装前置行李箱,因此非常适合前置前驱车型。
某增程轻卡的底盘空间已经用满,更适合应用同轴电驱桥
对于增程式车型,由于车架前方安装了增程器,与之配套的后处理、油箱则需要布置在车架两侧,再加上中置电池、后置电控等,整个底盘的空间已经用满。同轴电驱桥结构紧凑,非常适合应用在增程式车型上。

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