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汽车轮毂电机是怎么工作的,有什么?#20040;Γ?/h1> 2017-06-29 08:56:36 来源:容济点火器

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术,轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里,定 子固定在轮胎上,转子固定在车轴上,一通电则定转子相对运动。 电子换相器(开关电路)根据位?#20040;?#24863;器信号,控制定子绕组通电顺序和时间,产生旋转磁场,驱动转?#26377;?#36716;。它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内,因此将电动车辆的机械部分大大简化。轮毂电机技术并非新生事物,早在1900年,保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车,在20世纪70年代,这一技术在矿山运输车等领域得到应用。而对于乘用车所用的轮毂电机,日系厂商对于此项技术研发开展较早,目前处于领先地位,包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该技术有所涉足。目前国内也有自主品牌汽车厂商开始研发此项技术,在2011年上海车展展出的瑞麒X1增程电动车就采用了轮毂电机技术。

 

 

轮毂电机的技术就是将电机装在轮毂内,不经过任何机?#21040;?#26500;的传递,直接驱动车轮,本质就是直驱电机。就是这么简单。

它的最大特点就是将动力装置、传动装置和制动装置都整合一起到轮毂内,得以将电动车辆的机械部分大为简化。

轮毂电机驱动系统根据电机的转?#26377;?#24335;主要分成两种结构型式:内转子式和外转子式。其?#22411;?#36716;子式采用低速外传子电机,电机的最高转速在1000-1500r/min,无减速装置,车轮的转速与电机相同;而内转子式则采用高速内转子电机,配备固定传动比的减速器,为获得较高的功率密度,电机的转速可高达10000r/min。随着更为紧凑的行星齿轮减速器的出现,内转子式轮毂电机在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。

轮毂电机的优点:

1、应用轮毂电机可?#28304;?#22823;简化车辆的结构,传?#36710;?#31163;合器、变速箱、传动轴将不?#21019;?/p>

在。省?#28304;?#37327;传动部件,让车辆结构更简单,车里?#36335;?#31361;然间宽敞了好多。

类似上图中这种传统变速器在轮毂电机驱动的车辆上已经见不到了

传统后驱车车厢后排地板上的突起在电动车上也会消失,为乘员腾出更大的空间

对于传统车辆来说,离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的,而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂,同时也存在需要定期维护和故障率的问题。但是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除开结构更为简单之外,采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率,同时传动效率也要高出不少。

2.、可实现多种复杂的驱动方式,轮毂电机可以与传统动力配合,形成混合动力汽车,电机可以安装在传统轮圈内,再加装一套供电系统就可以实现。(简单改装,汽油车秒变混动铁金刚)

像AHED“先进混合电驱动”样车这样的8轮电驱动很轻松就能实现

由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,因此无论是前驱、后驱还是四驱形式,它都可以比较轻松地实现,全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实?#21046;?#26469;非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向,大大减小车辆的转弯半径,在特殊情况?#24405;?#20046;可以实现原地转向(不过此时对车辆转向机构和轮胎的磨损较大),对于特种车辆很有价值。

3、 由于每个轮胎都是单独驱动的,非常容?#36164;?#29616;四驱形式。应用轮毂电机技术甚?#37327;?/span>以实现?#35762;?#36710;轮反转?#21019;?#21040;原地转向的目的。

此外,对于一些特种车辆,如车轮数量超多的“毛毛虫车”来说,轮毂电机也是非常好的解决方式。

4、便于采用多种新能源车技术

采用轮毂电机可以匹配包括纯电动、混合动力和燃料电池电动车等多种新能源车型

轮毂电机可以和传统动力并联使用,这对于混合动力车型很有意义

新能源车型不少都采用电驱动,因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车,抑或是增程电动车,都可以用轮毂电机作为主要驱动力;即便是对于混合动力车型,?#37096;?#20197;采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力,可谓是一机多用。同时,新能源车的很多技术,比如制动能量回收(即再生制动)?#37096;?#20197;很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。

由于轮毂电机具有高效率,高集成度的优点,与新能源汽车十分契合,在新能源汽车领域有非常好的发展前景。

轮毂电机不足:

1、轮毂电机要安装在轮圈内,增大?#19978;轮?#37327;和轮毂的转动惯量,对车辆的操控有所影响,譬如以Protean公司生产的轮毂电机来看,单个电机的质量为30kg。(面对颠簸路况的糟糕乘坐感受吧)

 

铝制下摆臂采用主要就为减重,如果加上轮毂电机,这些努力也就白费了

对于普通民用车辆来说,常常用一些相对轻质的材料比如铝合金来制作悬挂的部件,以减轻?#19978;轮?#37327;,提升悬挂的响应速度。可是轮毂电机恰好较大幅度地增大了?#19978;轮?#37327;,同时也增加了轮毂的转动惯量,这对于车辆的操控性能是不利的。不过考虑到电动车型大多限于代步而非?#38750;?#21160;力性能,这一点尚不是最大缺陷。

2.、电制动性能有限,维持制动系统运行需要消耗不少电能,电涡流制动容量不高,在重型车上需要配合机械制动系统共同工作。对于电动车而言,要达到更高的制动效果则需要耗费更高的能量,在一定程度上影响了续航里程。(一辆汽车开着开着就没电了是怎样一种体验?)

商用车车桥的内置缓速器采用涡流制动原理,而轮毂电机的制动?#37096;?#20197;利用这一原理

现在的传统动力商用车已经有不少装备了利用涡流制动原理(也即电阻制动)的辅助减速设备,比如很多卡车所用的电动缓速器。而由于能源的关系,电动车采用电制动也是首选,不过对于轮毂电机驱动的车辆,由于轮毂电机系?#36710;?#30005;制动容量较小,不能满足整车制动性能的要求,都需要附加机械制动系统,但是对于普通电动乘用车,没有了传统内燃机带动的真空泵,就需要电动真空泵来提供刹车助力,但也就意味了有着更大的能量消?#27169;?#21363;便是再生制动能回收一些能量,如果要确保制动系?#36710;?#25928;能,制动系统消耗的能量也是影响电动车续航里程的重要因素之一。

3.、工作环境恶劣,面对着?#28010;?#38450;尘、防高温、防老王的各种考验(悲剧……) 有没有一种瞬间破功的?#33455;酰?/span>

由于轮毂电机增加了?#19978;轮?#37327;,会影响车辆的操控性能,此外,还有很多?#28010;?#38450;尘防震和散热的挑战需要克服。另外轮毂电机还没有大规模量产,成本居高不下,推广普及还需要一定时间。

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