轮毂电机

轮毂电机是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内的一种电机技术,又称车轮内装电机技术 2。
发展历程

早期尝试:早在 1900 年,费迪南德·保时捷便推出了世界上第一款装有轮毂电机的前驱电动汽车 。
初步应用:20 世纪 70 年代,这项技术开始在矿业运输设备等行业得到应用 2。
现代发展:近年来,国外轮毂电机驱动技术的应用主要体现在以轮胎生产商或汽车零部件生产商为代表的研发团队开发的集成化电动系统,以及整车生产商与轮毂电机驱动系统生产商联合开发电动汽车两方面 2。

结构分类

内转子式:采用高速内转子电机,配备固定传动比的减速器,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 2。
外转子式:采用低速外转子电机,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 2。

优势

简化车辆结构:省略大量传动部件,如离合器、变速器、传动轴、差速器等,让车辆结构更简单,同时也降低了故障率和维护成本 。
提高空间利用率:由于不需要传统的传动系统,节省了车身空间,为车内空间或电池布置提供了更多可能性 。
实现多种驱动方式:无论是前驱、后驱还是四驱形式都可轻松实现,还能通过左右车轮的不同转速甚至反转实现差动转向,减小转弯半径,在特殊情况下甚至可原地转向,对特种车辆很有价值 。
提升传动效率:直接驱动车轮,避免了传统传动系统的能量损失,提升了整车的效率 。
便于采用新能源技术:适用于纯电动、燃料电池电动车、增程电动车等多种新能源车,且新能源车的制动能量回收等技术也更容易在轮毂电机驱动的车辆上实现 。
增强操控性:每个车轮都由独立的电机驱动,可以实现更精准的扭矩控制,提高车辆的操控性,例如四轮独立驱动、扭矩矢量控制等 。

挑战

增加簧下质量和转动惯量:较大幅度地增大了簧下质量和轮毂的转动惯量,对车辆的操控性能产生不利影响 。
电制动性能有限:轮毂电机系统的电制动容量较小,不能满足整车制动性能的要求,通常都需要附加机械制动系统,且确保制动系统效能会消耗不少电能,影响电动车续航里程 。
散热问题:轮毂电机在高速运转时会产生大量的热量,需要有效的散热措施;同时,工作环境恶劣,面临水、灰尘等多方面影响,在密封方面也有较高要求 17。
成本较高:轮毂电机技术相对复杂,导致成本较高,目前还难以普及 。
可靠性和安全性:直接承受路面冲击,对可靠性要求较高,且轮毂电机故障可能会影响车辆的安全行驶 。

应用现状

高端电动汽车:目前主要应用于一些高端电动汽车品牌,如特斯拉、宝马等 。
特种车辆:因其可实现特殊的驱动和转向方式,在特种车辆领域有一定应用,如矿山运输车等 。

发布日期:
分类:a鸿蒙

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