基于轮毂电机驱动的电动汽车技术探讨
来源:浙江巨磁智能技术有限公司 MAGTRON | 作者:chinacaw | 发布时间: 2018-11-08 | 7822 次浏览 | 分享到:

轮毂电机,通俗得讲就是将金属轮毂和驱动装置直接合并为整体的驱动电机,换句话说也就是将驱动电机与传动制动装置都合并到轮毂中,俗称“电动轮”,也叫作轮式电机(wheel motor)。其内部包含了轴承、定子和转子、小型逆变器等。

 

 

图 轮毂电机内部结构(Protean Drive TM

 

三、轮毂电机驱动方式

 

(1)减速驱动

此驱动方式采用高速内转子电机,同时配置了固定传动比的减速器,功率密度相对较高,该电机的转速最高可达到10k r /min

优点: 具有较高的比功率和效率,体积小,质量轻;减速结构增矩后使得输出转矩更大,爬坡性能好; 能保证汽车在低速运行时获得较大的平稳转矩。

缺点: 难以实现润滑,行星齿轮减速结构的齿轮磨损较快,使用寿命相对变短,不易散热,噪声比较大。

(2)直接驱动

此驱动方式采用低速外转子电机,电机的外转子直接与轮毂机械连接,电机的转速一般在1.5K r /min 左右,无减速结构,车轮的转速与电机转速一致。

优点: 由于没有减速机构,使得整个驱动轮的结构更加紧凑,轴向尺寸也较前一种驱动形式小,传递效率更高。

缺点: 在起步、顶风或爬坡等需要承载大扭矩的情况时需要大电流,很容易损坏电池和永磁体,电机效率峰值区域小,负载电流超过一定值后效率下降很快。

 

四、国内外现状

 

   (1)日本三菱

三菱公司(Mitsubishi)的MIEV 技术始于2006年,并应用于其 MIEV样车上。目前该样车已经发展到了第三代。其中比较有代表性的是 Colt EV 及四驱跑车(Lancer Evolution MIEV)。其中三菱的轮毂电机技术是日本东洋电机提供,该轮毂电机具有以下特点:逆变器采用 BOOST升压方案,且为每台电机由一台逆变器控制;电机采用永磁同步电机与轮毂的一体方案,保留原有的制动器及减震系统;东洋电机方案同样具有冷却的问题,采用自然冷却,且未批量推广。

图 4 系统示意图

 

 

(2)法国米其林

Michelin公司开发了动态减震轮毂电机系统。该系统在电动机和车轮之间增加了一套减震装置,从而提高了车辆的行驶平顺性和主动安全性。该公司最新公布的新一代轮毂电机系统的特点如下:轻量化和结构紧凑化,而且减少了系统质量; 独特构造的悬挂装置,电机的悬挂装置是由直线状导块、螺旋弹簧、减震器、缓冲挡块构成,并位于车轴与电机之间,由直线导块控制电机的上下运动,螺旋弹簧则支承电机的重量,减震器用于减震;电机可靠性的提高,电机应用的密封技术以及部件耦合技术,使得轮毂电机在灰尘与雨水的特殊环境下具有更高的可靠性。