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未來電驅動主力 輪轂電機驅動技術解析
胡正暘
轉載 · 0瀏覽·2011-06-05 01:55
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● 輪轂電機的優(yōu)缺點

優(yōu)點1:省略大量傳動部件,讓車輛結構更簡單

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類似上圖中這種傳統(tǒng)變速器在輪轂電機驅動的車輛上已經見不到了

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傳統(tǒng)后驅車車廂后排地板上的突起在電動車上也會消失,為乘員騰出更大的空間

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(yōu)點2:可實現(xiàn)多種復雜的驅動方式

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像AHED“先進混合電驅動”樣車這樣的8輪電驅動很輕松就能實現(xiàn)

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(xiàn),全時四驅在輪轂電機驅動的車輛上實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(yōu)點3:便于采用多種新能源車技術

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采用輪轂電機可以匹配包括純電動、混合動力和燃料電池電動車等多種新能源車型

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輪轂電機可以和傳統(tǒng)動力并聯(lián)使用,這對于混合動力車型很有意義

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(xiàn)。

缺點1:增大簧下質量和輪轂的轉動慣量,對車輛的操控有所影響

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鋁制下擺臂采用主要就為減重,如果加上輪轂電機,這些努力也就白費了

對于普通民用車輛來說,常常用一些相對輕質的材料比如鋁合金來制作懸掛的部件,以減輕簧下質量,提升懸掛的響應速度??墒禽嗇炿姍C恰好較大幅度地增大了簧下質量,同時也增加了輪轂的轉動慣量,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。

缺點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

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商用車車橋的內置緩速器采用渦流制動原理,而輪轂電機的制動也可以利用這一原理

現(xiàn)在的傳統(tǒng)動力商用車已經有不少裝備了利用渦流制動原理(也即電阻制動)的輔助減速設備,比如很多卡車所用的電動緩速器。而由于能源的關系,電動車采用電制動也是首選,不過對于輪轂電機驅動的車輛,由于輪轂電機系統(tǒng)的電制動容量較小,不能滿足整車制動性能的要求,都需要附加機械制動系統(tǒng),但是對于普通電動乘用車,沒有了傳統(tǒng)內燃機帶動的真空泵,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續(xù)航里程的重要因素之一。


此外,輪轂電機工作的環(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,同時在設計上也需要為輪轂電機單獨考慮散熱問題。

結語:

與電動機集中動力驅動相比,輪轂電機技術具備很大的優(yōu)勢,它布局更為靈活,不需要復雜的機械傳動系統(tǒng),同時也有自己的顯著不足,比如密封和起步電流/扭矩間的平衡關系,以及轉向時驅動輪的差速問題等等,如果能在工程上解決這些難題,輪轂電機驅動技術將在未來的新能源車中擁有廣闊的前景。(轉載自che168 作者:侯杰)


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