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輪轂電機技術這么火 到底是啥原理?
來源: | 作者:pmo9396f1 | 發布時間: 2019-01-09 | 171 次瀏覽 | 分享到:
輪轂電機技術這么火 到底是啥原理?
在回答這個問題之前,首先要說明一下“輪轂電機”,“輪轂電機”說白了就是將車子的“動力系統、傳動系統、剎車系統”集成到一起而設計出來的電機。



輪轂電機技術并非新生事物,早在1900年,保時捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車,在20世紀70年代,這一技術在礦山運輸車等領域得到應用。而對于乘用車所用的輪轂電機,日系廠商對于此項技術研發開展較早,目前處于領先地位,包括通用、豐田在內的國際汽車巨頭也都對該技術有所涉足。





輪轂電機的優缺點

優點1:省略大量傳動部件,讓車輛結構更簡單

對于傳統車輛來說,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、讓車輛的結構更為復雜,同時也存在需要定期維護和故障率的問題。但是輪轂電機就很好地解決了這個問題。除開結構更為簡單之外,采用輪轂電機驅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。



優點2:可實現多種復雜的驅動方式


由于輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性,因此無論是前驅、后驅還是四驅形式,它都可以比較輕松地實現,全時四驅在輪轂電機驅動的車輛上實現起來非常容易。同時輪轂電機可以通過左右車輪的不同轉速甚至反轉實現類似履帶式車輛的差動轉向,大大減小車輛的轉彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實現原地轉向(不過此時對車輛轉向機構和輪胎的磨損較大),對于特種車輛很有價值。


優點3:便于采用多種新能源車技術

新能源車型不少都采用電驅動,因此輪轂電機驅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,都可以用輪轂電機作為主要驅動力;即便是對于混合動力車型,也可以采用輪轂電機作為起步或者急加速時的助力,可謂是一機多用。同時,新能源車的很多技術,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驅動車型上得以實現。

如此優秀的技術,為什么沒能普及呢?其實對于輪轂電機,一部分人擔心的的精確控制四輪轉速之類的完全不是什么問題,這只是普通的電控系統就能實現的功能,而且實現起來比傳統汽車容易得多,國外博世、戴姆勒、GE等都能提供可靠方案,國內也有幾家可以做的,比如亞太電機。其次,在極限情況下,比如有一個電機失靈,系統也可以輕松調整其他輪轂電機轉速,使整車不至于失控。

真正的問題在于:


1,雖然整車質量大大下降,但是簧下質量大大提高了,將對整車的操控、舒適性和懸掛的可靠性帶來非常巨大的影響!


2,成本問題,高轉化效率、輕量化的四輪輪轂電機價格居高不下,目前尚不足以吸引廠商進行轉型。

3,可靠性問題,將精密的電機放到輪轂上,就算不考慮長期劇烈上下振動和惡劣的工作環境(水、塵)帶來的故障問題,也要考慮輪轂部分是車禍中很容易受損的部位,維修成本偏高。

4,制動熱量與能耗問題,電機本身就在發熱,由于簧下質量增加,制動壓力更大,發熱也更大,如此集中的發熱對制動性能要求非常高,目前只能寄希望于水冷、油冷。且電制動系統會增加耗能,在目前電池難以突破的狀況下,這個問題更顯得突出。


總結

輪轂電機這項技術確實有著很好的優勢,不僅能節省大量空間,還能提升傳動效率,是新能源車發展的一個很好的方向。但是目前來看這項技術還存在許多問題,比如車輪工作環境過于復雜、耐久性不好保證、還有高速的震動、噪音以及制動和懸架的優化等等,這些都是工程師們需要一步步解決的。



轉自:高效電機及系統節能

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