电动车轮边驱动系统的发展
论文资料 电动汽车电驱动系统发展趋势
电动汽车电驱动系统发展趋势一、引言随着环保和能源问题的日益严重，电动汽车在全球范围内得到了广泛的关注。
电驱动系统作为电动汽车的核心组成部分，其发展趋势和技术走向对电动汽车的发展具有重要影响。
本文将从系统高效化、电机高压化、高速化电机、电磁兼容性优化、集成化驱动系统、智能化控制策略等方面，对电动汽车电驱动系统的发展趋势进行深入探讨。
二、系统高效化为了提高电动汽车的续航里程和降低能源消耗，电驱动系统的系统高效化成为了一个重要的研究方向。
通过优化电机、控制器和传动系统等部件的设计，提高整个驱动系统的效率，是电驱动系统未来的发展趋势。
三、电机高压化随着电力电子器件的发展，电机控制器和驱动电机的高压化成为了一种趋势。
采用高压电力电子器件，可以降低内阻和损耗，提高功率密度和效率。
同时，高压电机还可以减小电机体积和质量，为电动汽车的轻量化设计提供了有利条件。
四、高速化电机为了提高电动汽车的动力性能和加速能力，高速化电机成为了一个重要的研究方向。
高速电机具有较小的转动惯量和较高的响应速度，可以提高电动汽车的加速性能和行驶速度。
但是，高速电机需要解决一系列技术难题，如机械强度、冷却方式、轴承结构等，以保证其可靠性和稳定性。
五、电磁兼容性优化电动汽车的电驱动系统需要与其它电子设备协同工作,因此电磁兼容性成为了电驱动系统的一个重要问题。
为了提高电驱动系统的性能和可靠性，需要对电磁兼容性进行优化。
具体措施包括采用屏蔽、滤波、接地等手段，降低电磁干扰对电驱动系统的影响。
六、集成化驱动系统随着电动汽车设计的紧凑化和轻量化，集成化驱动系统成为了电驱动系统的一个重要趋势。
集成化驱动系统将电机、控制器和传动系统等部件集成在一起，实现紧凑设计和轻量化。
这不仅可以提高电动汽车的性能和可靠性，还可以降低成本和提高生产效率。
七、智能化控制策略智能化控制策略是电驱动系统的另一个重要趋势。
通过采用先进的控制算法和传感器技术，可以实现电驱动系统的智能化控制。
轮边电机概述
轮边电机是将汽车的“动力、传动、制动”系统整合成为一套电机，直接放进汽车轮毂里。
轮边电机与轮毂电机同属于分布式驱动，不同之处在于轮边电机的驱动电机位于车轮外部，其动力通过轮边减速器传递至车轮。
轮边电机系统由于效率高、能耗低、使用成本低，被不少业内人士认为是未来发展的趋势。
轮边电机的工作原理是永磁同步电机，其优点包括：
1. 电子差速控制技术实现转弯时内外车轮不同转速运动，而且精度更高。
2. 取消机械差速装置有利于动力系统减轻质量，提高传动效率，降低传动噪声。
3. 有利于整车总布置的优化和整车动力学性能的匹配优化。
4. 降低对电动汽车电机的性能指标要求，且具有冗余可靠性高的特点。
然而，轮边电机也有其技术难点，如如何协调使用4个轮边电机组成的电动四驱和如何控制转速等。
此外，由于成本相对较高、技术不成熟等原因，目前轮边电机在纯电动乘用车市场应用并不广泛，发展仍处于早期阶段。
总的来说，轮边电机是一种具有潜力的汽车驱动技术，其优点和缺点需要在实际应用中不断平衡和改进。
随着技术的不断发展和成本的不断降低，轮边电机未来有望在更多车型中得到应用。
轮毂式电动汽车驱动系统发展综述&
A 版新能源汽车轮毂式电动汽车驱动系统发展综述王玲珑 黄妙华 (武汉理工大学)【摘要】 轮毂式电动汽车是直接将电机安装在车轮轮毂内的新型电动汽车。
轮毂式电动汽车的关键技术就在于对轮边电机的控制,特别是转向时的差速控制。
文章介绍了轮毂式电动汽车的发展历程、转向电子差速控制和关键技术。
【主题词】 电动汽车 轮毂电机 驱动系统收稿日期:2006-09-081 轮毂式电动汽车发展现状轮毂式电动汽车是一种新兴的驱动式电动汽车,有两种基本形式,即直接驱动式电动轮和带轮边减速器电动轮。
它直接将电机安装在车轮轮毂中,省略了传统的离合器、变速器、主减速器及差速器等部件,简化了整车结构,提高了传动效率,并且能通过控制技术实现对电动轮的电子差速控制。
电动轮将成为未来电动汽车的发展方向。
目前国际上对轮毂式电动汽车的研究主要以日本为主。
日本庆应义塾大学的电动汽车研究小组已试制了5种不同形式的样车。
其中,1991年与东京电力公司共同开发的4座电动汽车I Z A ,采用N i 2Cd 电池为动力源,以4个额定功率为618k W 、峰值功率达到25k W 的外转子式永磁同步轮毂电机驱动,最高速度可达176k m /h 。
1996年,该小组联合日本国家环境研究所研制了电动轮驱动系统的后轮驱动电动汽车ECO ,该车的电动轮驱动系统选用永磁直流无刷电动机,额定功率为618k W ,峰值功率为20k W ,并配以行星齿轮减速机,该电动轮采用机械制动与电机再生制动相结合的方式。
2001年,该小组又推出了以锂电池为动力源,采用8个大功率交流同步轮毂电机独立驱动的电动轿车K AZ 。
该车安装了8个车轮,大大增加了该车的动力,从而使该车的最高速度达到311k m /h 。
K AZ 的电动轮系统中采用高转速、高性能内转子型电动机,其峰值功率可达55k W ,提高了K AZ 轿车的极限加速能力,使其0～100k m /h 加速时间达到8s 。
为了使电动机输出转速符合车轮的实际转速要求,K AZ 电动轮系统匹配行星齿轮减速机构。
电车驱动系统的创新与优化
电车驱动系统的创新与优化电车驱动系统的创新与优化是一项重要的研究领域，它涉及到电车的动力性能、能源效率、安全性以及舒适性等多个方面。
近年来，随着科技的不断进步，电车驱动系统的创新与优化也在不断取得突破。
一、电车驱动系统的现状当前，电车驱动系统主要采用电机、电池、传动部件等主要部件组成。
然而，随着电动车市场的日益壮大，传统的电车驱动系统在性能、效率和可靠性等方面已逐渐无法满足市场需求。
特别是在快速充电、智能控制、动力性能和能量回收等方面，还有很大的提升空间。
二、电车驱动系统的创新1. 电机创新：电机是电车驱动系统的重要组成部分，其性能直接影响电车的动力和效率。
目前，无刷电机、永磁电机等高效电机正在逐步取代传统的直流电机。
这些新型电机具有更高的效率和更长的使用寿命，可以显著提高电车的性能和能效。
2. 电池创新：电池是电车行驶的主要能源，其性能直接影响电车的续航能力和充电时间。
目前，锂离子电池是最常用的电池类型，其能量密度高、充电速度快、寿命长等优点使其成为电车驱动系统的理想选择。
未来，随着电池技术的不断进步，固态电池等新型电池有望进一步提高电车的续航能力和充电速度。
3. 智能控制：智能控制是电车驱动系统的重要组成部分，它可以实时监测电车的运行状态，并根据实际情况调整电车的行驶状态，从而提高电车的能效和安全性。
未来，随着人工智能和物联网技术的发展，智能控制将在电车驱动系统中发挥更加重要的作用。
三、电车驱动系统的优化1. 优化动力性能：通过优化电机和传动部件的设计，可以提高电车的动力性能和加速性能。
同时，通过优化电池的布局和容量，可以提高电车的续航能力和爬坡能力。
2. 优化能源效率：通过改进充电技术、提高电池能量密度、优化电机控制策略等措施，可以提高电车的能源效率。
总的来说，电车驱动系统的创新与优化是一个持续的过程，需要不断的研究和实践。
随着科技的进步，我们有理由相信，未来的电车驱动系统将更加高效、安全、环保，为人们提供更加舒适、便捷的出行方式。
电动车轮毂电机及其电传动系统简析
电动车轮毂电机及其电传动系统简析电动车轮毂电机及其电传动系统是一种新型的电动车辆动力传动方式，将电机直接安装在车轮毂上，实现了电机、减速器和车轮的一体化设计。
相比于传统的中置电机传动方式，轮毂电机具有结构简单、体积小、重量轻、动力输出高效等优点，正逐渐成为电动车发展的趋势。
轮毂电机采用无刷直流电机或永磁同步电机技术，通过电子控制器控制电机的转动和电能输出。
轮毂电机的结构相对简单，主要由电机本体、减速器、传感器和控制器组成，电机本体由定子和转子组成，定子固定在车轮毂上，转子与车轮相连，实现动力传递。
轮毂电机的电传动系统由电机、电池组、控制器和传感器组成。
电机是整个系统的核心，负责将电能转化为机械能输出。
电池组则是提供电能的装置，一般采用锂电池或镍氢电池，通过电缆将电能传输给电机。
控制器是电动车系统的大脑，负责对电能传输和电机输出进行控制和调节。
传感器则用于监测电机的转速、转矩和温度等参数，向控制器提供数据，保证系统的安全运行。
轮毂电机的工作原理是通过电能的转化，将电能转化为机械能，从而驱动车辆行驶。
当电池组向电机输入电能时，电机的转子开始旋转，通过减速器将转速调整到适合车辆行驶的范围。
控制器可以实时对电机进行监控和调节，根据车辆的需求输出相应的电能，从而控制车辆的速度和动力输出。
轮毂电机采用直接驱动方式，没有传统的传动装置，减少了能量的损失，提高了电能利用率，使整个系统更加高效。
轮毂电机及其电传动系统具有很多优点。
首先，它的结构简单，减少了传动装置，减少了能量的损失和维护成本。
其次，体积小重量轻，可以提高车辆的通行能力和操控性，更适合城市交通环境。
最后，动力输出高效，可以提供更强的加速性能和爬坡能力，提升车辆的性能。
总之，轮毂电机及其电传动系统是一种新型的电动车辆动力传动方式，具有结构简单、体积小、重量轻、动力输出高效等优点。
随着科技的不断进步，轮毂电机将会在电动车领域得到更广泛的应用，并为人们的出行带来更多便利和舒适。
电动车轮边驱动系统的发展
㈣慝灞Ａ版电动车轮边驱动系统的发展宁国宝（同济大学）【摘要】在大量参阅国内外文献的基础上，文章就轮边驱动系统的国内外发展现状、主要结构形式及存在的主要问题进行详细阐述，并对未来轮边驱动系统的发展进行展望。
【主题词】电动汽车驱动系统发展０前言电动汽车在节能、环保和性能上具有传统汽车无法比拟的优势，是社会经济利益和能源、环保要求共同作用下的产物，已经成为世界公认的新能源汽车发展的主流。
广义上讲，电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车和电电混合电动汽车。
混合动力汽车无论采用油电混合还是气电混合，根本特点是热机和电动机在动力层次的混合。
电电混合的根本特点在于电能转化元件与电储能元件在能源层次的混合。
目前，油电混合动力汽车已经成功实现商品化，电电混合动力汽车，尤其燃料电池和动力蓄电渺超级电容的电动汽车正成为向未来氢能经济过渡的首选载体，研发力度不断加大，加速实现产业化。
图１给出了各种典型电动车的电机驱动方案。
对比分析得到，基于轮毂电机驱动型式电动车尤其是４轮轮边驱动电动车不需要变速器、差速器ｊ球型万向节、半轴等部件，其电机（电机＋减速机构）直接放在轮辋里面，从而结构紧凑且车身内部空间利用率高，整车重心降低，车辆行驶稳定充分的市场竞争，因此，要打破行政垄断并抑制市场垄断，继续放松对轿车市场准人的限制，鼓励有条件的非轿车企业或优势零部件企业进入轿车整收稿日期：２００６一０９—１２・２・（ａ）单个集中电机（ｂ）两个集中电机（ｃ）无减速机构的轮毂电机（ｄ）带减速机构的轮毂电机图１典型电动车电机驱动方案性提高；传统车辆内燃机输出能量的１０％左右在车轮传递过程中损失，轮边驱动系统由于动力传动链短（或者直接驱动车轮），而且能够通过能源管理和动力系统控制策略优化驱动、制动力分配，因而驱动系统效率高，降低能源消耗，提高了车辆燃油经济性；与内燃机、集中电机驱动车辆相比，轮边驱动电动车每个车轮通过轮毂电机快速进行驱动力和制动力的控制，大大改善车辆的行驶动力学性能，容易通过电机控制技术实现ＡＢｓ、ｒＩ＇Ｃｓ车生产领域，延伸品牌，加深中国汽车市场的竞争程度。
论轮毂电机优缺点及发展
机等 传 统 集 中驱 动 方 式 相比 ，其 在 动力配 置、传 动结构、操控性能以及能源利用等 方 面的 技 术 优 势 和 特点 极 为明 显，主 要 表 现为以下几点。
①动力控制由硬连接改为软 连接，能 通 过电子控 制 器 实 现各 轮 毂 从零 到最 大 速 度之间的无级变速和轮毂间的差速要求。
二、轮毂电机优点
1．传动结构简单 采用轮 毂电机 后，可以省去离合 器、 变 速器、传 动 轴、差 速器乃至 分 动 器，车 辆结 构更加简单，减 轻了质 量，而且 还可 以 获 得更 好 的 空 间 利 用 率 ，同 时 传 动 效 率 也要高出不少。 2．灵活的驱动方式 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现起来 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 殊情况下几乎可以实现原地转 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 。 常见的驱动方式分为减速驱动和直接 驱动两大类。 （1）减速驱动 使用减速驱动方式下，电机通常在高速 下运行，且对电机的其他性能没有特殊的要 求，所以可以选用普通的内转子电机。减速 机构放置在电机和车轮之间，起到减速和增
（2）直接驱动 直 接 驱 动 方 式 下，电 机 多 采 用 外 转 子，即直接 将 转 子 安装 在 轮辋上。为了使 汽车能顺利起步，要求电机在低 速时能提 供 大 转 矩 。同 时为了使 汽 车 有 较 好 的 动力 性，电机需具有 较 宽 的 调 速 范 围 。 直接驱动方式的优点是没有减速机 构，使得整个驱动轮结构更加简单、紧凑， 轴向尺寸也 减 小，使 效率进一 步提高，响 应 速 度也 更快 。缺 点 是 起 步或 爬 坡 等承 载 大 扭 矩 时 需 大电 流，容 易 损 坏 电 池 和 永磁 体；电机效率峰值区域很小，负载电流超过 一定 值 后 效 率急 剧 下 降 。因此 该 驱 动 方 式 适用于平坦路面、负载较轻等场合。 3．多种动能匹配
电动汽车轮边驱动系统的设计与研究
（ ｈｊ ｎ ｒｎＡ ｔ Ｃ ． ｔ ， ｉｇｏ３ ５ ０ ，ｈｎ ） ｅｉ ｇＪ ｕ ｕｏ ｏ， ｄ Ｎｎ ｂ １ ８ ０ Ｃ ｉａ Ｚ ａ ｉ Ｌ
●一 ＋ ｔ ’ ’ ’ 一 一 ＋ 一 一 ＋４ 一 ’ Ｊ一 十 ４一 ＋ ’ ，卜 一 ＾ ’ 一 ＋４一 ＾＾ ＋ １ ＂ 十 ＿ ●一 ’ — ’ ４ ’ 一 ’ ４— ’ｄ ’Ｊ Ｈ、‘ ’ ＿ ｌ １ 一
性， 使车轮动载荷过大和汽车行驶安全性降低１ 因此设计一种结 ３ ］ 。
构紧凑 、 的轮边驱动系统具有重要 的工程实际意义 。 轻巧
对 比各类独立悬架的结构特点 和设计要求 ， 了满足轮边 为 驱动系统在轴 向布局和四轮独立驱动 （ 进一步的有 四轮独立转 向） 的要求 ， 以及电动汽车 自身行驶性能的要求 ， 采用双横臂扭杆
ｍ ｎ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ｃ ｍ ｔ ｒａ ｄ ＮＧＷ ｄ ｌｄ ｐ ａ ｅ ｅ ｒ ｒ ｄ ｃ ｒ ｔ ｏ ｂ ｅ ｗｉｈ ｏ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ． ａ ｅ ｔ ｂ ｕ ｈｅ ｓ ｄ ｏ ｏ ｎ ｏ ｍ ｅｅ ｌｎ ｔ ｇ ａ ｅ ｕ ｅ ，ｗｉ ａ ｄ ｕ ｌ ｓ ｂ ｎ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ｈ
Ｔ ｒｕ ｈｔｅｉｐ ｏｅ ｅ ｔｆｔｅｔ ｄｔ ｎ ｌ Ｇ ｇ ａ ｄ ｅ ｎ ｈ ｅ ｂ ａｉｇｓ ｕ ｔｒ ｄ ｓ ， ｅｒ－ ｈｏｇ ｍ ｒｖ ｍ ｎ ｏ ｒ ｉｏ ａ Ｎ Ｗ ｒ ｒ ｕ ｒａｄｗ ｅｌ ｅ ｎ ｒｃｕｅ ｅｉ ｔ ｅ ｈ ｈ ａ ｉ ｅ ｅｃ ｒ ｔ ｇ ｈ ｎ ｄ ｃｒｉ ｍ ｕ ｔｄｉ ｉｅｔｅｒ Ｏｔａ ｔｅｉｔ ｎｌ ｐ ｅｏ ｔｅｃｒｂ ａ ｅ ｕｅ ． ａ ｗ ｉ ｉｕ ｌ ｕ ｅ ｎｅ ｄ ｈ ｉ Ｓ ｔ ｈ ｎｅ ａ ａ ｈ ａ ｏ ｙｉ ｒｄ ｃｄ ｎ ｈｌ ａｖａ ａ ｓｏ ｓ ｎ ｍ ｈ ｒ ｓｃ ｆ ｓ Ｍｅ ｅ
轮毂电机驱动技术研究概况及发展
- 78 -工 业 技 术１ 轮毂电机驱动技术的研究现状分析在20世纪50年代初期，在美国进行了一项创造性的实践探索与研究，不仅将车轮轮毂内置入了驱动电机和传动装置，而且还将制动系统也装入其中，这就是现如今我们所见到的轮毂电机最初造型结构，后来经过不断改进，20世纪60年代末，这种轮毂电机被首次用在了大型矿用自卸车上，使其初次具有了实用性应用效果。
而在之后的几十年当中，轮毂电机始终被应用于电动汽车领域，而其首次被应用于电动自行车上，则是在我国制造并实现的，这就是在1990年，最先由清华大学研制开发的半轴结构式高速有刷轮毂电机，与此同时，还将这种轮毂电机应用到了电动自行车上，以此来为电动自行车提供了完整的驱动系统。
在此之后，还有无数的专家学者也对该项技术展开了更深层次的探究。
尤其在进入20世纪90年代后，在轮毂电机为电动自行车提供驱动技术之时，其结构主要是内转子结构，而随着技术的不断更新与成熟应用，逐渐有了外转子结构的轮毂电机，而且这一技术已经成为当前的主流应用技术。
这种轮毂电机最大的优点，就是结构简单、性能稳定，而且具有较为宽泛的调速范围，同时还没有过多的噪声产生，运行效率也极高。
但它也存在一定的缺陷，那就是转速较低，且过载能力较差，同时针对电磁设计也具有相当高的标准要求。
随着我国的电动自行车越来越多地使用直流有刷轮毂电机，而越来越少地使用交流异步轮毂电机，直至2000年以后，人们研发出了直流无刷轮毂电机，进而在2004年，随着相关技术取得重大突破，直流无刷低速轮毂电机成了主流。
逐步发展到近些年，在永磁材料和控制技术都取得了巨大进步的同时，永磁同步电机和开关磁阻电机等类型的轮毂电机问世。
综合上述分析可知，无论是车身结构的不断改良，还是控制器和蓄电池技术的不断发展，都使电动自行车行业的产业发展获得了强大推动力，而轮毂电机技术作为以上技术的基础，同时也是最关键的一项技术，也不断扩大发展。
现阶段，轮毂电机的主要形式仍以直流有刷以及直流无刷为主，这2种电机结构不仅复杂，而且稳定性并不高，同时运行效率也无法令人满意，使车辆的性能无法得到显著提升；虽然永磁同步电机以及开关磁阻电机的各项性能都比较好，但因其在电动自行车领域的应用仍处在一个实验阶段，还有很多问题需要继续改进。
电动车轮边驱动系统设计
电动车轮边驱动系统设计随着人们对环境保护和能源的重视，在城市出行中电动车越来越受欢迎。
电动车的核心部件之一就是轮边驱动系统，它对电动车的性能和驾驶体验有很大的影响。
本文将介绍电动车轮边驱动系统的设计原理和应用。
一、电动车轮边驱动系统的设计原理电动车轮边驱动系统主要由电机、电控系统和轮毂组成。
这三部分将结合起来以实现电动车行驶的动力控制。
具体包括以下几个方面的设计原理：1.电机选择和设计电动车的驱动电机有很多种选择，如直流电机、异步电机和永磁电机等。
其中，永磁电机由于其高效、小型化、轻量化等特点已成为电动车的主要选择。
在电机的设计中，需要考虑电机的功率、效率和转矩等因素，以充分发挥电驱动的优势。
2.电控系统设计电动车的电控系统通常包括电池管理系统、电机驱动器和控制器等。
电池管理系统主要负责电池的充放电控制和管理，以确保电池的安全和寿命。
而电机驱动器和控制器则负责电机的转速和转矩控制，以实现平稳加速和刹车，提高电动车行驶的安全性和舒适性。
3.轮毂的设计轮毂是电动车轮边驱动系统的主要零部件之一，负责电机转速的传递和力量的传导。
轮毂需要具备高强度、低重量和良好的耐磨损性等优点。
同时，为了提高电动车的效率和性能，轮毂还需要具备良好的散热和噪音控制性能。
二、电动车轮边驱动系统的应用电动车轮边驱动系统广泛应用于城市出行中，如电动自行车、电动摩托车和电动汽车等。
这里以电动汽车为例，介绍其轮边驱动系统的应用。
1.提高行驶的舒适性和安全性电动车轮边驱动系统能够实现电机转速和转矩的平稳控制，使电动车在启动、行驶和刹车时都能够保持平稳和舒适，提高了行驶的舒适性。
此外，电动车的轮边驱动系统还能够实现动态调节力矩，确保电动车在发生危险情况时能够及时刹车，提高行驶的安全性能。
2.降低能耗和排放电动车轮边驱动系统开启之后，由于传动链条的简化，能够减少能量的损耗，从而降低电动车的能耗和排放。
与传统的六速变速器相比，电动车的轮边驱动系统的效率要高出很多，大概能够达到90%以上的转换效率。
电动汽车驱动系统的研究和发展趋势分析
电动汽车驱动系统的研究和发展趋势分析随着全球气候变化的严重性日益加剧，人们对环境可持续发展的认识也越来越重视，汽车工业自然也成为了环保和节能技术的重要领域之一。
传统的燃油汽车产生了大量的有害排放物，对于大气环境造成了巨大污染，而电动汽车则被广泛认为是未来汽车发展的方向。
本篇文章将分析电动汽车的驱动系统研究和发展趋势。
一、电动汽车驱动系统的概述电动汽车的驱动系统是指提供电力并将其转化为车轮驱动力的一系列设备和技术。
驱动系统的功能主要是提供高效的能量转换，这对于车辆的性能和续航能力至关重要。
常见的电动汽车驱动系统包括电池组、电机、变速器和控制系统。
1、电池组电动汽车的能量来源是电池组，它类似于燃油汽车的油箱。
电池组的主要构成部分是电池单元，通常使用锂离子电池，也有些使用镍氢电池、钠离子电池等类型的电池。
电池组的性能和使用寿命是电动汽车的关键因素之一。
2、电机电机是电动汽车的动力来源，它将电能转化为机械能。
通常使用的电机类型包括永磁同步电机、感应电机和永磁交流电机等。
电机的性能影响着汽车的驱动能力，其中转矩和功率是衡量电机性能的关键参数。
3、变速器变速器负责调节电动汽车的速度和转矩。
传统的燃油汽车使用的机械变速器对电动汽车来说并不适用，因为电机的最大转速很高。
目前，电动汽车主要使用单速度或两速自动变速器，将电机输出的功率和扭矩转换为车轮的转速和负载。
4、控制系统电动汽车的控制系统具有非常重要的作用，它控制电池的充电和放电、电机的转速和扭矩、车速等关键运行参数，并且对整个系统的安全和稳定运行起着非常重要的保障作用。
二、电动汽车驱动系统的发展趋势近年来，电动汽车作为一种清洁、高效的交通方式得到了越来越多的关注。
各大汽车制造商在电动汽车领域进行了大量的投资和研发工作，推动着电动汽车技术的迅速发展。
以下是电动汽车驱动系统的未来发展趋势：1、电池技术的改进电池技术是影响电动汽车性能的最重要因素之一。
目前主要使用的是锂离子电池，但其能量密度和价格仍然存在缺陷。
轮边电机发展历程
轮边电机发展历程
轮边电机的发展历程可以追溯到19世纪末期。
以下是轮边电
机发展的主要里程碑：
1. 1834年，美国科学家托马斯·德文波特·路斯与拜伦·迈厄斯
共同发明了世界上第一个电动机，也被认为是轮边电机的雏形。
他们的设计使用了一个互相绕绕的电线和一个铁环，通过通电和磁力作用来实现机械运动。
2. 1838年，英国物理学家和化学家彼得·巴兹·菲利普斯发明了
一种更加稳定的电动机。
他的设计使用了永磁体和旋转线圈来产生电磁力，并将其转换为机械运动。
3. 1871年，克劳德·阿尔布雷特·福克斯发明了第一个真正的轮
边电机，被称为福克斯旋转器。
他的设计使用了交变电流来供给旋转线圈，并利用电磁力产生机械运动。
福克斯旋转器的发明标志着轮边电机验证了可行性，并成为后来电动机的基础。
4. 1888年，尼古拉·特斯拉发明了带有旋转磁场的三相交流电机。
他的设计在轮边电机的基础上进行了改进，通过更高效地利用电磁力和磁感应，实现了更大的功率输出和更高的效率。
5. 20世纪初，轮边电机得到了广泛应用。
它们被用于驱动电
动机车、工业设备和家用电器等各种应用。
随着科学技术的进步，轮边电机的设计和效率不断提高，成为现代工业和生活中不可或缺的一部分。
总的来说，轮边电机的发展历程从19世纪末期开始，经过多位科学家和发明家的努力，逐渐实现了性能的提升和广泛的应用。
至今，轮边电机仍然是电动机的主要类型之一，其设计和技术仍在不断发展和改进。
轮边驱动的工作原理 -回复
轮边驱动的工作原理-回复轮边驱动（hub motor）是一种将电动机安装在车辆的轮边上，直接驱动车辆的动力系统。
它是一种创新的技术，为电动交通工具的发展提供了更多的可能性。
本文将从轮边驱动的工作原理开始，一步一步地解释它是如何运作的。
轮边驱动的核心是电动机，通常采用无刷直流电机（BLDC motor）。
无刷直流电机由定子和转子组成，定子上安装有电磁线圈，转子上安装有永磁体或电磁铁。
当电流通过定子的电磁线圈时，会产生一个旋转磁场，与转子上的永磁体或电磁铁相互作用，从而产生转矩。
轮边驱动的原理与传统的中置电动机不同，它将电动机直接安装在车辆的轮边上，省去了传统传动系统中的齿轮或链条传输过程。
轮边驱动的工作原理可以分为以下几个步骤：第一步：能量转换轮边驱动的能量来源是电池组，一般为锂电池。
当电池组的正负极连接到电动机时，电流会通过电动机的线圈，激活电磁场。
这个过程中，电能被转换为旋转动能，从而驱动车辆前进。
第二步：电机控制为了精确控制车辆的速度和扭矩，轮边驱动需要配备电机控制器（controller）。
电机控制器是一种智能设备，通过让电流适时流经电动机的线圈，来控制电动机的运转。
通过调整电流的大小和方向，电机控制器能够实现车辆的正反转、加速和刹车等操作。
第三步：电动机驱动车轮当电机控制器提供适当的电流给电动机时，电动机开始工作，产生旋转力。
这个旋转力通过电动机的轴承传递给车轮，进而将车辆推动起来。
由于电动机直接连接在车轮上，不需要传统的传动系统，所以轮边驱动具有更高的效率和更好的响应速度。
第四步：反馈信号与控制为了确保车辆的稳定性和安全性，轮边驱动系统通常配备了传感器和反馈控制系统。
传感器可以感知车轮的速度、转矩和位置等信息，将这些信息传递给电机控制器。
电机控制器通过分析和比较反馈信号与设定值，实现对电机电流的精确控制，从而实现车辆的平稳运行和优化的性能。
轮边驱动的工作原理简单直观，因此在电动交通工具中得到了广泛应用。
轮毂电机和轮边电机，谁将主宰未来？
轮毂电机和轮边电机，谁将主宰未来？文章来源：呆萌汽车girl(ID:BoWanLab)1、轮毂电机简介1.1、轮毂电机技术简介轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，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，就已经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。
轮毂电机驱动系统根据电机的转子型式主要分成两种结构型式：内转子式和外转子式。
其中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；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。
1.2、轮毂电机的优点1.2.1、省略大量传动部件，让车辆结构更简单对于传统车辆来说，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。
除了结构更为简单之外，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。
1.2.2、可实现多种复杂的驱动方式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现起来非常容易。
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，在特殊情况下几乎可以实现原地转向(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。
轮边电机在汽车行业中的应用及优势
轮边电机在汽车行业中的应用及优势轮边电机是一种特殊类型的电动机，其设计结构将电机嵌入车辆的车轮内部，以驱动车轮直接运转。
与传统的汽车动力传输系统相比，轮边电机在汽车行业中具有独特的应用和诸多优势。
本文将介绍轮边电机在汽车行业中的应用及其带来的优势。
一、轮边电机的应用1. 纯电动汽车纯电动汽车是轮边电机的主要应用领域之一。
传统内燃机汽车依靠传统动力传输系统，通过传动轴将动力从发动机传递到车轮。
而纯电动汽车则使用轮边电机作为动力来源，不再依赖传统的传动系统。
将电机直接安装在车轮内部，可实现高效的动力传输，提高能源利用率。
2. 混合动力汽车另一种应用是混合动力汽车。
混合动力汽车是结合了内燃机和电动机两种动力来源的车辆。
轮边电机在混合动力汽车中起到辅助内燃机的作用。
它可以通过回收制动能量来充电，并在需要加速时提供额外的动力输出。
这种设计可以减少燃料消耗，降低尾气排放。
3. 四驱系统轮边电机还可以用于实现四驱系统。
传统的四驱系统需要通过传动轴或传输装置将动力传递到各个车轮，造成能量的损耗和传输延迟。
而采用轮边电机的四驱系统可以直接将动力传输到每个车轮，提高四驱系统的响应速度和效率。
这种设计可以增加车辆的稳定性、操控性和通过性。
二、轮边电机的优势1. 节能环保轮边电机使汽车动力传输更加高效，可以减少能源的浪费。
与传统的传动装置相比，轮边电机的能量转换效率更高，提高了电能利用率，同时减少了能源的消耗。
这有助于降低汽车的碳排放，减少对环境的污染。
2. 空间利用率高由于轮边电机将电机安装在车轮内部，不需要额外的传动装置，可以有效利用车辆内部空间。
这样设计不仅可以减小车辆整体尺寸，增加乘客和货物的空间，还能够提供更多的设计空间，创造更好的驾乘体验。
3. 提升车辆性能采用轮边电机可以改善车辆的性能表现。
由于电机直接驱动车轮，可以提供更高的扭矩和更平滑的加速响应。
同时，由于各个车轮都有独立的电机驱动，轮边电机可以实现更精准的转向控制和动力分配，提高车辆的操控性和稳定性。
电动两轮车驱动系统解决方案
电动两轮车驱动系统解决方案引言概述：随着社会的发展和科技的进步，电动两轮车已经成为人们生活中常见的出行工具。
而电动两轮车的驱动系统作为其核心部件，直接影响了车辆的性能和稳定性。
因此，对于电动两轮车的驱动系统解决方案的研究和优化显得尤其重要。
一、电动两轮车驱动系统的基本原理1.1 电动两轮车驱动系统的组成电动两轮车的驱动系统主要由机电、控制器、电池和传动系统组成。
机电负责提供动力，控制器控制机电的运行，电池提供电能，传动系统将机电的动力传递到车轮上。
1.2 电动两轮车驱动系统的工作原理电动两轮车的驱动系统工作原理是通过控制器对机电进行控制，调节机电的转速和扭矩，从而驱动车辆前进或者后退。
电池提供电能给机电，传动系统将机电的动力传递到车轮上，实现车辆的运动。
1.3 电动两轮车驱动系统的优势与传统燃油车相比，电动两轮车的驱动系统具有零排放、低噪音、低成本等优势。
同时，电动两轮车的驱动系统更加简洁、高效，提高了车辆的性能和稳定性。
二、电动两轮车驱动系统的技术难点2.1 机电的控制技术电动两轮车的机电控制技术是其驱动系统的核心。
如何实现机电的高效率、高性能、低成本是机电控制技术的难点之一。
2.2 电池管理系统电池是电动两轮车的能量来源，如何实现电池的高效率、长寿命、安全可靠是电池管理系统的难点之一。
2.3 传动系统设计传动系统是将机电的动力传递到车轮上的关键部件，如何设计出高效、轻量、低噪音的传动系统是技术难点之一。
三、电动两轮车驱动系统的解决方案3.1 机电控制技术的优化通过采用先进的机电控制算法和硬件设计，提高机电的效率和性能，实现机电的精准控制，提高车辆的动力性和节能性。
3.2 电池管理系统的改进采用智能化的电池管理系统，实现对电池的监控、充放电控制、温度管理等功能，延长电池的使用寿命，提高电池的安全性和稳定性。
3.3 传动系统的优化设计通过采用轻量化材料、精密创造工艺和减少传动系统的磨擦损失，提高传动效率，减少能量损耗，提高车辆的行驶里程和加速性能。
轮边电机 国家政策
轮边电机国家政策随着新能源汽车的逐渐普及，轮边电机也成为了人们热议的一个新兴技术。
轮边电机是指将电动机集成在汽车轮毂中，直接驱动轮毂转动的一种电机。
它具有高效节能、减震降噪、占用空间小等优点，被认为是电动车领域的一项重要技术。
目前，我国政府也制定了一系列政策来扶持轮边电机产业发展。
第一步，政策引导。
2018年，工信部印发《新能源汽车产业发展规划（2018-2020年）》，其中明确提出：发展轮边电机装备制造和应用，全面提升电动汽车动力电池、电机等关键技术水平。
随后，2019年，财政部等五部门联合印发了《关于促进新能源汽车产业持续健康发展的若干政策措施》，其中包括鼓励整车生产企业在新能源汽车中大力推广轮边电机技术。
第二步，资金支持。
政府部门为轮边电机相关企业提供了多种资金支持，如资金补贴、科技贷款等。
2018年，国资委在《2018年沪股通指定交易日日历》中，将轮边电机应用企业巨能股份（600076.SH）列为重点扶持企业之一，提供专项帮扶。
此外，各地政府还设立了多个特色基金，针对轮边电机产业特点，提供相关股权投资。
第三步，标准规范。
政府还出台了一系列标准规范，引导产业走向健康发展。
2018年，工信部公布了《电动汽车驱动轮毂电机系统技术指导文件》，旨在推进我国电动汽车驱动轮毂电机系统的技术发展。
2019年，发布了《电动汽车驱动轮边电机系统技术规范》，规定轮边电机系统的性能指标和测试方法，促进了轮边电机技术进一步发展和应用。
总体而言，政府的支持对轮边电机产业的发展起到了积极作用。
但与此同时，轮边电机产业仍面临着一些技术和市场挑战，需要业内人士共同努力。
轮毂驱动技术调研报告
轮毂驱动技术调研报告一、引言轮毂驱动技术是一种能够将动力直接传递到车轮上的驱动系统。
相比于传统的传动轴驱动系统，轮毂驱动技术在结构设计、减震效果、能源利用率和性能表现等方面具有独特的优势。
本调研报告旨在对轮毂驱动技术进行深入调研，分析其发展现状和未来趋势。
二、发展现状1. 车辆类型：目前，轮毂驱动技术主要应用于电动汽车、混合动力汽车和四轮驱动SUV等车辆类型。
其中，电动汽车是轮毂驱动技术的主要应用领域，其采用电动机直接安装在车轮上，使得整车无需传动轴和传统的变速器。
2. 技术原理：轮毂驱动技术通过在车轮上直接安装电动机或驱动器，使得驱动动力可以直接传递至车轮，从而实现车辆的动力输出。
其优点在于减少传动系统的能量损失、提高动力响应速度以及实现更高的能源利用效率。
3. 系统设计：现有的轮毂驱动系统主要包括安装在车轮上的电动机或驱动器、电池组以及控制系统等组件。
电动机通常采用无刷直流电机或永磁同步电机，其功率和尺寸根据车辆需求进行选择。
电池组是为电动机提供能量的核心部件，其容量和性能直接影响车辆的续航里程和动力输出。
4. 优势与挑战：轮毂驱动技术具有以下优势：简化传动系统、提高能源利用效率、增加车辆的灵活性和稳定性。
然而，该技术也面临着一些挑战，如系统重量增加、制动和悬挂系统的优化、成本控制等。
三、未来趋势1. 智能化：随着智能驾驶技术的发展，轮毂驱动技术将与车辆控制系统相结合，实现更智能的驾驶模式和车辆动力管理。
2. 轻量化：为了提高车辆的整体燃油效率和运行性能，轮毂驱动系统将向轻量化设计方向发展，采用更先进的材料和制造工艺。
3. 高效能电动机：随着电动机技术的不断进步，轮毂驱动系统将采用更高效、轻量化且可靠性更高的电动机，以提高系统的功率输出和能源利用效率。
四、结论轮毂驱动技术作为一种创新的驱动技术，具有简化传动系统、提高能源利用效率、增加车辆灵活性等优势。
随着技术的不断发展和成熟，轮毂驱动技术的应用前景将会越来越广阔。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
新能源汽车A 版电动车轮边驱动系统的发展宁国宝 (同济大学)【摘要】 在大量参阅国内外文献的基础上,文章就轮边驱动系统的国内外发展现状、主要结构形式及存在的主要问题进行详细阐述,并对未来轮边驱动系统的发展进行展望。
【主题词】 电动汽车 驱动系统 发展收稿日期:2006-09-12充分的市场竞争,因此,要打破行政垄断并抑制市场垄断,继续放松对轿车市场准入的限制,鼓励有条件的非轿车企业或优势零部件企业进入轿车整车生产领域,延伸品牌,加深中国汽车市场的竞争程度。
(谷 岩 玉 争)0 前言电动汽车在节能、环保和性能上具有传统汽车无法比拟的优势,是社会经济利益和能源、环保要求共同作用下的产物,已经成为世界公认的新能源汽车发展的主流。
广义上讲,电动汽车包括纯电动汽车、混合动力汽车和电电混合电动汽车。
混合动力汽车无论采用油电混合还是气电混合,根本特点是热机和电动机在动力层次的混合。
电电混合的根本特点在于电能转化元件与电储能元件在能源层次的混合。
目前,油电混合动力汽车已经成功实现商品化,电电混合动力汽车,尤其燃料电池和动力蓄电池/超级电容的电动汽车正成为向未来氢能经济过渡的首选载体,研发力度不断加大,加速实现产业化。
图1给出了各种典型电动车的电机驱动方案。
对比分析得到,基于轮毂电机驱动型式电动车尤其是4轮轮边驱动电动车不需要变速器、差速器、球型万向节、半轴等部件,其电机(电机+减速机构)直接放在轮辋里面,从而结构紧凑且车身内部空间利用率高,整车重心降低,车辆行驶稳定图1 典型电动车电机驱动方案性提高;传统车辆内燃机输出能量的10%左右在车轮传递过程中损失,轮边驱动系统由于动力传动链短(或者直接驱动车轮),而且能够通过能源管理和动力系统控制策略优化驱动、制动力分配,因而驱动系统效率高,降低能源消耗,提高了车辆燃油经济性;与内燃机、集中电机驱动车辆相比,轮边驱动电动车每个车轮通过轮毂电机快速进行驱动力和制动力的控制,大大改善车辆的行驶动力学性能,容易通过电机控制技术实现ABS 、T CS新能源汽车及ESP功能;在4轮轮边驱动电动车上导入线控4轮转向技术,可提高车辆转向行驶性能,并有效减小转向半径,甚至零转向半径,大大增加转向灵便性;可以省略机械制动系统,实现电机制动;容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈,节约能源。
但是,由于轮毂电机的引入,整车的非簧载质量显著增加(一般增加15kg左右),而且由于电机力矩波动直接作用车轮(或者经过减速机构),在特定大扭矩转速区间,容易引起悬架前后方向的共振;与集中电机和传统内燃机相比,轮边驱动系统电机重心位置低,且存在相互旋转表面,因此密封困难,整车涉水能力不强;轮边驱动系统的轮毂电机一般只经过轮胎一级减振,系统对电机允许最大振动加速度要求大,疲劳寿命要求高;由于轮毂电机转子构成了车轮的转动惯量,影响了车辆的加速性能。
相比而言,轮边驱动电动车具有独特的优势,这也是国内外各大汽车生产商和研究机构热衷于此的一个重要原因,自20世纪初保时捷开发第一辆轮边驱动电动车以来,由于驱动电机及控制技术进步,悬架设计理论的成熟,轮边驱动系统在轻量化、一体化、高效率化取得很大进步。
1 轮边驱动系统研究现状轮边驱动电动车具有集中电机驱动电动车和传统电动车无法比拟的优点,被认为是未来燃料电池汽车高端车辆的理想选择,世界上多家汽车公司和研究机构在进行轮边驱动电动车的研究。
在日本,以日本庆应义塾大学环境信息学部清水浩教授领导的电动汽车研究小组、普利斯通公司、三菱汽车公司、丰田汽车公司、本田汽车公司为主要代表。
在过去的十几年中,以轮边驱动电动车为研发目标,至今已试制了6种不同型式的样车。
1991年与东京电力公司共同开发的4座电动汽车I Z A,采用N i2Cd电池为动力源,以4个额定功率为6.8k W、峰值功率达到25k W的外转子式永磁同步轮毂电机驱动,最高速度可达176km/h;1996年,该小组联合日本国家环境研究所研制了采用轮边驱动系统的后轮驱动电动汽车ECO,该车的轮边驱动系统选用永磁直流无刷电动机,额定功率为6.8k W,峰值功率为20k W,并匹配一行星齿轮减速机构;2001年,该小组又推出了以锂电池为动力源,采用8个大功率交流同步轮毂电机独立驱动的电动轿车K AZ。
该车充分利用电动轮驱动系统布置灵活的特点,打破传统,安装了8个车轮,大大增加了该车的动力,从而使该车的最高速度可以达到311km/h。
K AZ的轮边驱动系统采用高转速、高性能内转子型电动机,其峰值功率可达55k W,0～100km/h加速时间达到8s。
为了使电动机输出转速符合车轮的实际转速要求,K AZ的电动轮系统匹配了一行星齿轮减速机构,2004年,该小组又推出了电动车Eliica,该车采用8个轮毂电机直接驱动,0～60km/h加速时间仅为4s,最高车速达到370km/h,在良好工况下甚至可以达到400km/h。
丰田汽车公司一直致力于轮边驱动电动车的开发,2003年东京车展上,丰田公司推出的燃料电池概念车F I N E2X采用4轮轮边驱动技术;2006年4月的美国纽约汽车展上,丰田公司又推出4轮轮边驱动电动车F I N E2T。
日本三菱公司于2005年推出了后轮轮边驱动电动车Colt E V,并致力于4轮轮边驱动车Lancer Evolu2 ti on M I E V的开发,通过将制动器置于电机内部,提高了车轮轮辋内部空间的利用效率,该轮边驱动系统采用外转子永磁电机,最大功率达到50k W,最大转矩为518Nm,电机尺寸为445mm(直径)×134mm。
普利斯通开发的动态吸振轮边驱动系统由外转子型的第二代发展到内转子型的第三代,整体尺寸更小,可适合轮辋尺寸在35.56c m (14英寸)以上的轮边驱动系统,而且电机本体质量仅为第二代的60%。
本田汽车公司在其燃料电池车FCX开发上,驱动系统采用3个电机实现,其前轮采用集中电机,单个功率达到80k W,两后轮分别采用轮边驱动系统,单个轮毂电机功率达到25k W。
本田汽车公司在其燃料电池车FCX开发上,驱动系统采用3个电机实现,其前轮采用集中电机,单个功率达到80k W,两后轮分别采用轮边驱动系统,单个轮毂电机功率达到25k W,而且本田公司有意在未来3～4年内实现该燃料电池车新能源汽车的产业化。
在欧洲,法国T M4公司设计的一体化轮边驱动系统采用外转子式永磁电动机,将电动机转子外壳直接与轮辋相连,将电动机外壳作为车轮的组成部分,并且电动机转子外壳集成为鼓式制动器的制动鼓,制动蹄片直接作用在电动机外壳上,省却制动鼓的结构,减小了轮边驱动系统的质量,集成化设计程度相当高。
该轮边驱动系统所使用的永磁无刷直流电动机的性能非常高,其峰值功率可达到80k W,峰值扭矩为670Nm,最高转速为1385r/m in,额定功率为18.5k W,额定转速为950r/m in,额定转矩为180Nm额定工况下的平均效率可达到96.3%。
标致雪铁龙汽车公司也一直致力于轮边驱动电动车,开发的4轮轮边驱动电动车quark,其电机与车轮轮辋一体化设计,单个车轮最大驱动力矩达到102.2Nm,0～48km/h加速时间为6.5s。
大众奥迪公司也推出相应的采用4轮轮边驱动概念车R2zer o,通过800V电压的锂电池与轮边驱动系统的结合,该车的0～100km/h 加速时间为2.9s。
西门子公司开发的ecorner将车轮部件、轮毂电机、主动悬架和楔块制动器全部集成到车轮轮辋里面。
英国贝姆勒公司在最近英国汽车展上展示的4轮轮边驱动电动车M I N I QED,4个车轮均采用贝姆勒开发的永磁无刷电机驱动,单个电机转矩达到750Nm,可以实现4轮独立驱动,0～100k m/h加速时间仅为4.4s;车上另备2缸发动机,因此可以不需充电;制动系统采用电制动系统,无机械制动系统,通过电机实现驱动防滑和制动防抱死功能,并且能够回收大部分制动回馈能量。
美国通用汽车公司2001年试制的全新线控4轮驱动燃料电池概念车Aut onomy采用轮边驱动形式,于2005年推出后轮采用轮边驱动系统的燃料电池电动车Sequel,图2给出了sequel燃料电池车的底盘系统示意图,该车前端采用集中电机驱动,后轮采用两个轮毂电机驱动,3个电机总功率达到110k W,续驶里程达到500km。
此外,通用公司开发的雪佛兰S2104缸混合动力皮卡,在两个后车轮内分别安装一台轮毂电机,产生的扭矩相当于一般V6发动机的扭矩,比雪佛兰S2104缸皮卡高出60%。
安装在车轮轮毂内的2台电机分别给每个车轮增加约15kg的重量,却可以产生约25k W的功率。
图2 sequel燃料电池车的底盘系统澳大利亚国立科学机构CSI RO与悉尼科技大学共同开发的一体化轮边驱动系统,如图3,应用于三轮太阳能电动车Aur ora,通过车轮轮辋和电机本体的一体化设计,最高车速达到72k m/h。
图3 Aur ora的一体化结构我国在该领域的研究相对落后,但是近几年随着国家“863”计划电动汽车重大课题研究的深入,及对轮边驱动系统认识的加深,各高校、公司也加强对该类新型驱动系统的研究。
同济大学汽车学院在2002～2005年相继推出了独立研制的采用轮边驱动系统的微型电动车“春晖”系列,该车均采用4个低速永磁直流无刷轮毂电机直接驱动,匹配相应的盘式制动器(图4)。
哈尔滨工业大学-爱英斯电动汽车研究所研制开发的EV9621型电动汽车也采用了轮边驱动系统,轮毂电机的新能源汽车额定功率达到6.8k W ,峰值功率为15k W ,采用风冷散热系统以及盘式制动器,是一种典型的外转子型电动轮结构型式。
深圳比亚迪公司开发的4轮轮边驱动电动概念车ET,其单个永磁同步轮毂电机功率达到25k W ,0～100k m /h 加速时间8.5s。
图4 “春晖二号”的轮边驱动系统2 轮边驱动系统结构形式轮边驱动系统作为轮边驱动电动车的核心部件,成为该类型电动车的研究热点。
常见轮边驱动系统通常由轮毂电机、减速机构、制动器与散热系统等组成,其结构形式主要分两种:一种是基于内转子型轮毂电机的轮边驱动系统;另一种是基于外转子型电动机的轮边驱动系统,目前基于内转子型轮毂电机的轮边驱动系统采用高转速范围、低转矩特性的电动机,为了满足车轮实际的转速要求,通常需匹配一个相应的行星齿轮减速机构,基于外转子型轮毂电机的轮边驱动系统则采用低转速、高转矩特性的轮毂电机。
特殊结构形式的轮边驱动系统除轮毂电机、减速机构、制动器与散热器外,还可能包括电机用弹性元件、阻尼元件、直线状导向机构、传动轴,弹性十字销、短半轴、缓冲块等部件中的一种或几种。
三菱公司开发的一种特殊形式轮边驱动系统,电机结构采用空心轴环状结构,制动器内置轮毂电机的内定子里面,图5给出了brigest one 公司开发的采用动态吸振形式轮边驱动系统,电机呈环状结构,内侧作为备有线圈的定子,外侧作为备有永磁铁的转子,定子和转子之间设有直径400mm 的大直径滚珠轴承,通过将电机质量转换为吸振器质量,不仅可以直接降低非簧载质量,而且还可以利用分离出来的电机质量进行吸振。