一,、輪毅電機(jī)技術(shù)是什么
輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù),它的最大特點就是將動力,、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi),因此將電動車輛的機(jī)械部分大大簡化,。輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物,,早在1900年,保時捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動汽車,,在20世紀(jì)70年代,,這一技術(shù)在礦山運輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對于乘用車所用的輪轂電機(jī),,日系廠商對于此項技術(shù)研發(fā)開展較早,,目前處于領(lǐng)先地位,,包括通用,、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術(shù)有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項技術(shù),,在2011年上海車展展出的瑞麒X1增程電動車就采用了輪轂電機(jī)技術(shù),。
輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式:內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。其中外轉(zhuǎn)子式采用低速外傳子電機(jī),,電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min,,無減速裝置,車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同,;而內(nèi)轉(zhuǎn)子式則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī),,配備固定傳動比的減速器,,為獲得較高的功率密度,電機(jī)的轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000r/min,。隨著更為緊湊的行星齒輪減速器的出現(xiàn),,內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力。
二,、輪轂電機(jī)的優(yōu)點
1,、省略大量傳動部件,讓車輛結(jié)構(gòu)更簡單
對于傳統(tǒng)車輛來說,,離合器,、變速器、傳動軸,、差速器乃至分動器都是必不可少的,,而這些部件不但重量不輕、讓車輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,,同時也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題。但是輪轂電機(jī)就很好地解決了這個問題,。除開結(jié)構(gòu)更為簡單之外,,采用輪轂電機(jī)驅(qū)動的車輛可以獲得更好的空間利用率,同時傳動效率也要高出不少,。
2,、可實現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動方式
由于輪轂電機(jī)具備單個車輪獨立驅(qū)動的特性,因此無論是前驅(qū),、后驅(qū)還是四驅(qū)形式,,它都可以比較輕松地實現(xiàn),全時四驅(qū)在輪轂電機(jī)驅(qū)動的車輛上實現(xiàn)起來非常容易,。同時輪轂電機(jī)可以通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實現(xiàn)類似履帶式車輛的差動轉(zhuǎn)向,,大大減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向(不過此時對車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和輪胎的磨損較大),,對于特種車輛很有價值,。
3、便于采用多種新能源車技術(shù)
新能源車型不少都采用電驅(qū)動,,因此輪轂電機(jī)驅(qū)動也就派上了大用場,。無論是純電動還是燃料電池電動車,抑或是增程電動車,,都可以用輪轂電機(jī)作為主要驅(qū)動力,;即便是對于混合動力車型,也可以采用輪轂電機(jī)作為起步或者急加速時的助力,,可謂是一機(jī)多用,。同時,,新能源車的很多技術(shù),比如制動能量回收(即再生制動)也可以很輕松地在輪轂電機(jī)驅(qū)動車型上得以實現(xiàn),。
三,、輪轂電機(jī)的缺點
1、增大簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動慣量,,對車輛的操控有所影響
對于普通民用車輛來說,,常常用一些相對輕質(zhì)的材料比如鋁合金來制作懸掛的部件,以減輕簧下質(zhì)量,,提升懸掛的響應(yīng)速度,。可是輪轂電機(jī)恰好較大幅度地增大了簧下質(zhì)量,,同時也增加了輪轂的轉(zhuǎn)動慣量,,這對于車輛的操控性能是不利的。不過考慮到電動車型大多限于代步而非追求動力性能,,這一點尚不是最大缺陷,。
2、電制動性能有限,,維持制動系統(tǒng)運行需要消耗不少電能
現(xiàn)在的傳統(tǒng)動力商用車已經(jīng)有不少裝備了利用渦流制動原理(也即電阻制動)的輔助減速設(shè)備,,比如很多卡車所用的電動緩速器。而由于能源的關(guān)系,,電動車采用電制動也是首選,,不過對于輪轂電機(jī)驅(qū)動的車輛,由于輪轂電機(jī)系統(tǒng)的電制動容量較小,,不能滿足整車制動性能的要求,,都需要附加機(jī)械制動系統(tǒng),但是對于普通電動乘用車,,沒有了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)帶動的真空泵,,就需要電動真空泵來提供剎車助力,但也就意味了有著更大的能量消耗,,即便是再生制動能回收一些能量,,如果要確保制動系統(tǒng)的效能,制動系統(tǒng)消耗的能量也是影響電動車?yán)m(xù)航里程的重要因素之一,。
此外,,輪轂電機(jī)工作的環(huán)境惡劣,面臨水,、灰塵等多方面影響,,在密封方面也有較高要求,同時在設(shè)計上也需要為輪轂電機(jī)單獨考慮散熱問題。
四,、輪轂電機(jī)驅(qū)動方式
1,、減速驅(qū)動方式
此方式采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)與固定傳動比的減速器相結(jié)合。這種設(shè)計擁有高比功率和比效率,,電機(jī)轉(zhuǎn)速最高可達(dá)10kr/min,,展現(xiàn)出驚人的性能。其優(yōu)點包括體積小,、重量輕,,能在低速下提供穩(wěn)定的扭矩,尤其適合爬坡等需求,。然而,,減速器的維護(hù)和散熱問題限制了其性能,且噪音問題亦需關(guān)注,。
2,、直接驅(qū)動方式
采用低速外轉(zhuǎn)子電機(jī),直接與輪轂進(jìn)行機(jī)械連接,,通常轉(zhuǎn)速在1.5Kr/min左右,,無需額外減速。此設(shè)計簡化了結(jié)構(gòu),,提高了傳動效率,。但啟動時電流需求較高,且電機(jī)效率隨負(fù)載變化較為顯著,。