Tất cả các ô tô điện cần có một bộ truyền dẫn cơ khí để kết nối đầu ra của động cơ tới các bánh xe. Với ô tô dùng động cơ đốt trong, động cơ được gắn với một ly hợp, ly hợp gắn với hộp số, trục truyền động, bộ vi sai và cuối cùng đến trục bánh xe.
Các cơ cấu này gây ra mất mát công suất và năng lượng. Hệ thống truyền động trong ô tô điện đơn giản hơn hệ thống truyền động trong ô tô dùng động cơ đốt trong. Ly hợp không cần sử dụng trong hệ thống truyền động vì động cơ có thể cung cấp moment xoắn từ nhỏ và tăng lên khi tải tăng lên. Tương tự như vậy, hộp số có thể được đơn giản hóa bằng một bộ truyền bánh răng đơn giản. Có 4 phương án của hệ thống truyền động trong ô tô điện như sau:
3.1.1.1. Phương án 1: Hệ thống truyền động dùng hộp số cơ khí
Hình 3. 1: Hệ thống truyền động dùng hộp số cơ khí
1 – Bánh xe chủ động; 2 – bán trục; 3 – vỏ cầu chủ động; 4 – nối trục 1; 5 – hộp giảm tốc; 6 – nối trục 2; 7 – động cơ điện; 8 – vi sai; 9 – bánh răng truyền lực chính
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
Phương án này có thiết kế giống như hệ thống trong ô tô động cơ đốt trong, động cơ đốt trong được thay thế bằng động cơ điện. Bên cạnh đó cần phải lắp đặt bộ nguồn ắc quy cung cấp năng lượng cho ô tô điện hoạt động. Thiết kế này làm cho hệ thống truyền lực phức tạp, có khối lượng lớn, kích thước lớn, gây thất thoát năng lượng trong các cơ cấu cơ khí. Do đó lắp đặt các hệ thống khác rất khó khăn đồng thời làm tăng giá thành của ô tô. Phương án này thích hợp với các loại ô tô có yêu cầu lớn về tốc độ hay về khả năng tăng tốc trong thời gian ngắn nhất. Đối với ô tô trong thiết kế không yêu cầu lớn về tốc độ của xe và giảm giá cả thấp nhất có thể nên phương án này không khả thi.
3.1.1.2. Phương án 2: Hệ thống truyền động dùng động cơ điện, truyền lực chính và vi sai
Hình 3. 2: Hệ thống truyền động dùng động cơ điện, truyền lực chính và vi sai 1 – Bánh xe chủ động; 2 – bán trục; 3 – vỏ cầu chủ động; 4 – nối trục đàn hồi; 5 –
động cơ điện; 6 – vi sai; 7 – bánh răng truyền lực chính
Phương án này dùng cặp bánh xe chủ động được kết nối với một bộ vi sai. Phương án này có nhiều thuận lợi là bộ vi sai đã được kiểm tra, an toàn và sự tin cậy chất lượng từ nhà sản xuất. Ngoài ra phương án này không cần dùng hộp số cơ khí làm tăng khối lượng ô tô, điều khiển tốc độ ô tô bằng cách điều khiển tốc độ động cơ. Phương án này có kết cấu nhỏ gọn giảm được giá thành chung của ô tô.
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
3.1.1.3. Phương án 3: Hệ thống truyền động dùng hai động cơ điện
Hình 3. 3: Hệ thống truyền động dùng hai động cơ điện
1 – Bánh xe chủ động; 2 – vỏ truyền lực chính; 3 – động cơ điện; 4 –bánh răng truyền lực chính; 5 – bán trục cầu chủ động
Bộ vi sai có thể được loại bỏ bằng cách cho mỗi động cơ dẫn động một bên bánh xe dùng một cặp bánh răng đơn giản hoặc dùng bộ truyền đai răng. Moment xoắn cần phải được cân bằng cho mỗi bánh xe bằng bộ điều khiển điện tử. Hệ thống này có lợi thế là chiếm ít không gian bên trong xe, tuy nhiên nó cần bộ điều khiển điện tử phức tạp hơn. Ngoài ra khi dùng 2 động cơ có công suất nhỏ hơn có giá thành cao hơn một động cơ vì thế làm tăng giá thành chung của ô tô.
3.1.1.4. Phương án 4: Hệ thống truyền động chỉ dùng động cơ điện
Nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển, truyền động xe điện cỡ nhỏ
1 – Bánh xe chủ động; 2 – động cơ điện; 3 – trục nối động cơ và bánh xe Phương án cuối cùng là gắn trực tiếp động cơ đến bánh xe thông qua một trục. Động cơ điện có thể đặt ngoài hoặc đặt trong bánh xe. Các động cơ điện đặt trong bánh xe được các nhà sản xuất chế tạo sẵn, phần tĩnh của động cơ được gắn với trục bánh xe, phần động của động cơ được gắn với bánh xe. Hệ thống này có những tiềm năng rất lớn, hiệu quả truyền tải của nó là 100%. Hệ thống này không bị mất mát công suất cho các bộ truyền cơ khí. Tuy nhiên động cơ này cần có moment xoắn tương đối lớn để khởi động xe và gia tốc cho xe. Phương pháp truyền động này phổ biến ở xe máy điện và xe đạp điện. Đặt động cơ ở mỗi bánh dẫn động của xe sẽ tiết kiệm được không gian trên xe, tuy nhiên nó ảnh hưởng đến bố trí hệ thống treo. Ngoài ra, động cơ có thiết kế đặc biệt và số lượng động cơ nhiều làm giá thành của xe cao hơn.
Nhận xét: Hiệu suất của bộ truyền động là rất quan trọng đối với xe, hiệu suất truyền động tăng dẫn đến đoạn đường xe đi được cũng tăng lên. Tuy nhiên khi thiết kế ô tô điện cần quan tâm đến giá thành sản phẩm. Với những đặc điểm đã nêu ở trên nhóm chúng em chọn phương án 2 trong mẫu thiết kế. Tuy hiệu suất của động cơ điện bị mất mát trong bộ truyền bánh răng và hộp vi sai nhưng phần tổn thất công suất này là có thể chấp nhận được.