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比亚迪纯电动货车用同轴驱动桥技术解析

2021-12-29 23:46:31·  来源：汽车动力总成  
　
传统燃油货车的驱动总成系统基本上是由发动机、离合器、变速器、传动轴和驱动桥组成，传动效率低且重量大。在纯电动货车发展之初，技术不成熟，最简单的方式就是
传统燃油货车的驱动总成系统基本上是由发动机、离合器、变速器、传动轴和驱动桥组成，传动效率低且重量大。在纯电动货车发展之初，技术不成熟，最简单的方式就是“油改电”模式，把发动机和变速器换成了驱动电机和减速器，并重新设计匹配即可，电机直驱方案不仅成本高而且传动效率也低。而随着行业内对纯电动货车的理解越来越深刻，以及在降成本、降能耗和降重等的多重因素驱动下，电驱动总成逐步往集成化发展。现阶段，越来越多的纯电动微、轻型货车使用同轴驱动桥。
同轴驱动桥主要由电机、行星减速器、差速器与桥壳同轴布置成一个整体，传动链短，零部件少，结构简单。具备承载和驱动、制动等功能，并将电能转化为机械能从而进行驱动。同轴驱动桥特点是电机、减速器、差速器集成，结构紧凑，重量轻，成本低；相比传统的直联桥，同轴驱动桥电机动力经行星减速器到差速器再到半轴传递到轮毂驱动车轮，传动效率更高。可实现自动变速，可以使电机工作保持在高效率区间；具有制动回馈，实现能量回收，延长续航里程。



根据车桥额定载荷的不同，比亚迪已经开发了TQ02、 TQ04、 TQ06三个系列的同轴驱动桥。其中，TQ02的额定载荷为2.5t，电机峰值功率100kW；TQ04的额定载荷为3.5t，电机峰值功率130kW；TQ04的额定载荷为5.5t，电机峰值功率110kW。比亚迪同轴驱动桥完全的自主创新开发，技术处于全球领先地位。


TQ02同轴驱动桥应用于3.5t微卡，额定载荷2.5t，桥外形尺寸（总长*总宽*总高）为1467*312*361mm，车桥重量190kg，板簧中心距700-770mm，车轮螺栓中心分布圆直径Ø160mm，减速比10.208，电机峰值/额定功率100/60kW，电机峰值/额定扭矩300/150N.m，电机最高转速10200rpm，轮端最大输出扭矩3062Nm，搭载液压制动系统，制动器规格Ø280×65mm。


TQ04同轴驱动桥应用于4.5t轻卡，额定载荷3.5t，桥外形尺寸（总长*总宽*总高）为1769*350*380mm，车桥重量274kg，板簧中心距870-950mm，车轮螺栓中心分布圆直径Ø222.25mm，减速比13.047，电机峰值/额定功率130/65kW，电机峰值/额定扭矩340/160N.m，电机最高转速10200rpm，轮端最大输出扭矩4436Nm，搭载液压制动系统，制动器规格Ø310×75mm。


TQ06同轴驱动桥应用于重载的轻、中卡，额定载荷3.5t，桥外形尺寸（总长*总宽*总高）为1976*498*380mm，车桥重量380kg，板簧中心距860mm，车轮螺栓中心分布圆直径Ø222.25mm，减速比11.103，电机峰值/额定功率110/75kW，电机峰值/额定扭矩700/280N.m，电机最高转速8500rpm，轮端最大输出扭矩7772Nm，搭载液压制动系统或者气压制动系统，液压制动器规格Ø313×38mm，气压制动器规格Ø335×34mm。



车型应用方面，TQ02应用在比亚迪的T4微卡上，TQ04应用在比亚迪的T5轻卡上，并均已实现量产。


比亚迪同轴电驱桥相比于中央电机直驱方案优势对比：
（1）结构优势。同轴电驱桥方案由电机、行星减速器、差速器与桥壳同轴布置成一个整体，传动链短，零部件少，结构简单。而电机直驱方案由分散独立的驱动电机、减速器、万向传动轴总成、车桥等零部件组成，传动链长，零部件多，结构相对复杂。
（2）空间布置优势。同轴电驱桥方案动力及传动系统同轴布置、高度集成，有效释放底盘空间，直接将车桥总成布置在底盘上即可。而电机直驱方案需要将电机、万向传动轴总成和车桥等布置在底盘上，占空间较多，不方便整车布置。
（3）节能环保优势。同轴电驱桥方案电机直驱+行星减速器传动，转动惯量低，综合传动效率≥94%。而电机直驱方案传动链长，传动效率＜90%。
（4）传动原理。同轴电驱桥方案车桥外接电池，通过电机带动电机轴的旋转，再经过差速器、行星减速器带动轮毂转动，驱动车轮。而电机直驱方案通过电机输出扭矩，传递到万向传动轴，再经主减速器、差速器和半轴驱动车轮转动。
（5）重量优势。同轴电驱桥方案相比于电机直驱方案重量轻(10%-25%)，有效降低电耗，电机转速高，外形尺寸小，功率密度高，延长续航里程。而电机直驱方案传动系统重量大，外形尺寸大，功率密度相对低。
（6）技术优势。同轴电驱桥方案使用同轴驱动集成化技术，能实现较高能量回馈，符合未来驱动桥集成化发展趋势。而电机直驱方案集成化相对较低，能量回馈较低。
（7）维护保养优势。同轴电驱桥方案降低在生命周期维护中保养成本，维护保养相对简单。而电机直驱方案零部件总成多，维护保养相对复杂。
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