電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)簡介
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- 發(fā)布時(shí)間：2017/9/22 18:12:44
- 作者：ly_yinhe
電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)技術(shù)又稱為車輪內(nèi)裝式電機(jī)技術(shù)，是一種將電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)融為一體的輪轂裝置技術(shù)。從各種驅(qū)動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢來看，采用電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)技術(shù)是電動(dòng)汽車的最終驅(qū)動(dòng)形式。電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)可采用永磁無刷、直流無刷、開關(guān)磁阻等電機(jī)類型。由于電機(jī)處于車輪輪轂內(nèi)，受體積限制，要求電機(jī)為扁形結(jié)構(gòu)，即電機(jī)短而粗。
一電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)
電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子形式主要分成兩種結(jié)構(gòu)形式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。內(nèi)轉(zhuǎn)子式電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，配備固定傳動(dòng)比的減速器，電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min。外轉(zhuǎn)子式電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)則采用低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)，無減速裝置，電機(jī)的外轉(zhuǎn)子與車輪的輪輞固定或者集成在一起，車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000～1500r/min之間。
內(nèi)轉(zhuǎn)子式的電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)具有比功率較高、質(zhì)量輕、體積小、噪聲小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是必須采用減速裝置，使效率降低，非簧載質(zhì)量（非簧載質(zhì)量是指懸架中彈簧下方部件的質(zhì)量，也稱簧下質(zhì)量，—包括車輪、車軸等）增大，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速受到線圈損耗、摩擦損耗以及變速機(jī)構(gòu)的承受能力等因素的限制。外轉(zhuǎn)子式電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小，能在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩，且響應(yīng)速度快，沒有減速機(jī)構(gòu)，因而效率高。其缺點(diǎn)是要獲得較大的轉(zhuǎn)矩，必須增大電機(jī)的體積和質(zhì)量，因而其成本高。這兩種結(jié)構(gòu)在目前的電動(dòng)汽車中都有應(yīng)用，但是隨著緊湊的行星齒輪變速機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)，高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力。
二電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)
01電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
1、更方便的底盤布置，更靈活的供電系統(tǒng)
由于采用了電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)的形式，汽車底盤的布置將更加靈活，省去了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)之后，使得汽車車廂具有更大的空間，底盤的設(shè)計(jì)也就具有更大的通用性。同時(shí)，電動(dòng)汽車的電源供電系統(tǒng)也更加靈活，無論是采用燃料電池、超級電容、蓄電池，或者是它們的組合形式，都將更加靈活而不受限制，動(dòng)力傳動(dòng)形式也由原來的機(jī)械硬連接變?yōu)橹恍枰娎|進(jìn)行供電的軟連接形式。
2、更好的汽車底盤主動(dòng)控制性能
在采用電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式的電動(dòng)汽車中，汽車的電動(dòng)輪是可以獨(dú)立控制的，汽車底盤的主動(dòng)控制通過對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)。電機(jī)的控制響應(yīng)快、精度高，并且每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由各自的控制器控制，可以實(shí)現(xiàn)底盤主動(dòng)控制的功能，如果能在四輪中均采用電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)最理想的控制效果。
3、最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)力分配
由于驅(qū)動(dòng)輪（2個(gè)或者4個(gè)）的驅(qū)動(dòng)力是可以單獨(dú)調(diào)節(jié)的，所以通過分析各輪的轉(zhuǎn)矩利用效率，可選擇最經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)方式。
02電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)技術(shù)的不足
1、電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)增大了非簧載質(zhì)量，這會(huì)對整車的操控產(chǎn)生一定的不利影響。
2、雖然電子制動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)能量回收，但是其制動(dòng)能力有限，所以仍需要有液壓制動(dòng)系統(tǒng)。
三電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式
電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)使用時(shí)可分為減速驅(qū)動(dòng)和直接驅(qū)動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)方式。
01減速驅(qū)動(dòng)方式
采用減速驅(qū)動(dòng)方式，電動(dòng)車電機(jī)一般在高速下運(yùn)行，選用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式電機(jī)。減速機(jī)構(gòu)放置在電機(jī)和車輪之間，起到減速和增加轉(zhuǎn)矩的作用。減速驅(qū)動(dòng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)運(yùn)行在高速下，具有較高的效率，轉(zhuǎn)矩大，爬坡性能好，能保證汽車在低速運(yùn)行時(shí)獲得較大的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩。不足之處是：難以實(shí)現(xiàn)液態(tài)潤滑，齒輪磨損嚴(yán)重，使用壽命短，不易散熱，噪聲大。減速驅(qū)動(dòng)方式適合于丘陵或山區(qū)使用，以及要求過載能力大和城區(qū)客車等需要頻繁起動(dòng)／停車等場合。
02直接驅(qū)動(dòng)方式
采用直接驅(qū)動(dòng)方式，多采用外轉(zhuǎn)子式電機(jī)。為了使汽車能順利起步，要求電機(jī)在低速時(shí)能提供大的轉(zhuǎn)矩。直接驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)有：不需要減速機(jī)構(gòu)，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，軸向尺寸也較小，而且效率也進(jìn)一步提高，響應(yīng)速度也較快。其缺點(diǎn)是：起步、爬坡以及承載較大載荷時(shí)需要大電流，易損壞電池，電機(jī)效率峰值區(qū)域小。直接驅(qū)動(dòng)方式適合平路或負(fù)荷較小的場合。
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