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中國輪轂電機技術獲取新技術!不再是以前那樣

發展新能源汽車, 電機是三大攻關項目之一。 輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術, 它最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內。 因此大大簡化了電動車輛的機械部分, 騰出了更大空間。 於是採用輪轂電機成為最終極形式。 許多專家介紹說, 歐洲電動公交客車裝配輪轂電機已經是標準配置了。 筆者也一直在跟蹤國內行業發展。

一、輪轂電機結構及發展歷程

典型內轉子結構的輪轂電機驅動系統結構示意圖(見圖1)。

圖1 內轉子結構輪轂電機結構圖

早在1900年, 保時捷就製造出了前輪裝備輪轂電機(見圖2)的電動汽車。

圖2 1900年輪轂電機裝車圖

在20世紀70年代, 輪轂電機在礦山運輸車等領域得到應用, 它是內燃機動力電傳動技術。 但是內燃機動力電傳動技術在其他車輛上一直沒有辦法用起來。 由於新能源汽車的開啟, 乘用車採用輪轂電機是必須要重視的技術, 日系廠商對於此項技術研發開展較早, 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。 代表有米其林研發的將輪轂電機和電子主動懸掛, 都整合到輪內的驅動/懸掛系統結構(見圖3)。

圖3 米其林輪轂電機和電子主動懸掛

下面是本田研發的輪轂電機實物(見圖4)。

圖4 本田輪轂電機

二、國內轂電機發展情況

(1)比亞迪研發的輪轂電機在純電動公車裝車實物(見圖5)。 從圖片上可以看出, 其電機還是輪邊電機, 不是嚴格意義上的輪轂電機。

圖5 比亞迪輪轂(輪邊)電機

(2)艾德斯公司研發的輪轂電機實物(見圖6)。

圖6 艾德斯輪轂電機

從圖片看, 艾德斯輪轂電機是獨立的輪轂電機, 比輪邊電機結構更緊湊, 外轉子式結構, 密封性好, 應該說是很有前途的輪轂電機。

三、對艾德斯輪轂電機參數分析

(1)16英吋輪轂電機, 重32公斤, 鋁輪轂部分是25公斤, 電機的功率密度為1.44Kw/kg;

(2)額定功率40kw, 最大功率60kw;額定轉矩450Nm, 最大轉矩750Nm;工作電壓200-400V;最高轉速1600rpm;

(3)環境溫度:最高70度, 最低-40度, 冷卻液:防凍液;

(4)轉矩曲線(見圖7)。

四、16英吋艾德斯輪轂電機原理先進性分析

(1)結構特點是有多個分散式圓弧電機組成的, 磁懸浮直流徑向電動機;

(2)分散式圓弧電機,可以實現高可靠性容錯運行的目標,即使在行駛中出現部分電機故障,也能繼續行駛,避免次生事故的發生;

(3)制動能量回收效率更高。

五、艾德斯輪轂電機裝配工藝分析

①與輪胎配套見(圖8上)。與輪胎配套安裝有5個螺釘與螺母,這與普通輪轂與輪胎配套安裝是一樣的;

圖6 艾德斯輪轂電機

圖8 輪轂電機裝配工藝

②冷卻管有個兩口,一進一出;

③動力線三根,與目前交流電機的四根動力線相比,少一根;

④比目前輪邊電機安裝更方便。

六、採用新型輪轂電機留下的思考

①與傳統車橋的配套,車橋上有機械差速器,左右輪轂電機如果配套?

②開發電子差速器,傳統車橋上機械差速器可以取消?

③採用新型輪轂電機,簧下品質會加重,如果解決?

採用新型輪轂電機,會帶來一系列變化。主機廠要進行系統思考,與相關零部件廠家,要多通報資訊,彼此密切配合,要取得系統性成功推廣應用,中國新能源汽車才能走到世界前列。

(2)分散式圓弧電機,可以實現高可靠性容錯運行的目標,即使在行駛中出現部分電機故障,也能繼續行駛,避免次生事故的發生;

(3)制動能量回收效率更高。

五、艾德斯輪轂電機裝配工藝分析

①與輪胎配套見(圖8上)。與輪胎配套安裝有5個螺釘與螺母,這與普通輪轂與輪胎配套安裝是一樣的;

圖6 艾德斯輪轂電機

圖8 輪轂電機裝配工藝

②冷卻管有個兩口,一進一出;

③動力線三根,與目前交流電機的四根動力線相比,少一根;

④比目前輪邊電機安裝更方便。

六、採用新型輪轂電機留下的思考

①與傳統車橋的配套,車橋上有機械差速器,左右輪轂電機如果配套?

②開發電子差速器,傳統車橋上機械差速器可以取消?

③採用新型輪轂電機,簧下品質會加重,如果解決?

採用新型輪轂電機,會帶來一系列變化。主機廠要進行系統思考,與相關零部件廠家,要多通報資訊,彼此密切配合,要取得系統性成功推廣應用,中國新能源汽車才能走到世界前列。

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