輪轂電機技術是(shi)什么 輪轂電機的優缺點分析

輪毅電機技術是什么

輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。輪轂電機技術并非新生事物，早在1900年，保時捷(jie)就首先制造(zao)出了前輪裝備輪轂電機(ji)的電動(dong)汽車，在20世紀(ji)70年代，這一(yi)技術(shu)(shu)在礦山運輸車(che)等領域得(de)到應(ying)用。而對(dui)于乘用車(che)所(suo)用的輪轂電機，日系廠商對(dui)于此項(xiang)技術(shu)(shu)研發開(kai)(kai)展較早，目前(qian)處于領先地位，包(bao)括通用、豐田在內的國際(ji)汽車(che)巨頭也(ye)都對(dui)該技術(shu)(shu)有所(suo)涉足。目前(qian)國內也(ye)有自(zi)主品牌汽車(che)廠商開(kai)(kai)始(shi)研發此項(xiang)技術(shu)(shu)，在2011年(nian)上海車(che)展展出(chu)的瑞麒(qi)X1增程(cheng)電(dian)動車就采用了輪轂電(dian)機技術。

輪轂電機驅動系統根據電機的轉子型式主要分成兩種結構型式：內轉子式和外轉子式。其中外轉子式采用低速外傳子電機，電機的最高轉速在1000-1500r/min，無減速(su)裝(zhuang)置(zhi)，車輪(lun)的(de)(de)(de)轉(zhuan)速(su)與電機(ji)相同；而內(nei)轉(zhuan)子式則采用高速(su)內(nei)轉(zhuan)子電機(ji)，配備固(gu)定傳動比的(de)(de)(de)減速(su)器，為(wei)獲得較高的(de)(de)(de)功(gong)率密度，電機(ji)的(de)(de)(de)轉(zhuan)速(su)可高達10000r/min。隨(sui)著更(geng)為緊湊的行星齒輪減速器(qi)的出(chu)現，內轉(zhuan)子(zi)式輪轂(gu)電(dian)機在功率密(mi)度方(fang)面比低速外轉(zhuan)子(zi)式更(geng)具競爭(zheng)力(li)。

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(che)輛(liang)來說(shuo)，離合(he)器、變(bian)速(su)器、傳動(dong)軸、差速(su)器乃(nai)至分動(dong)器都是必不(bu)可少的(de)(de)(de)，而這些(xie)部件不(bu)但重量不(bu)輕、讓車(che)輛(liang)的(de)(de)(de)結構更(geng)為(wei)復雜(za)，同(tong)時也存(cun)在需要(yao)定期維護和故障率(lv)的(de)(de)(de)問題。但是輪轂電機就(jiu)很好地解決了這個問題。除開結構更(geng)為(wei)簡單(dan)之外，采用輪轂電機驅(qu)動(dong)的(de)(de)(de)車(che)輛(liang)可以(yi)獲(huo)得(de)更(geng)好的(de)(de)(de)空間利用率(lv)，同(tong)時傳動(dong)效(xiao)率(lv)也要(yao)高出不(bu)少。

優點2：可實現多種復雜的驅動方式

由(you)于輪(lun)轂(gu)(gu)電機具(ju)備單個(ge)車輪(lun)獨立驅(qu)動(dong)的(de)特(te)性，因(yin)此(ci)無(wu)論(lun)是(shi)前驅(qu)、后驅(qu)還是(shi)四驅(qu)形式，它(ta)都(dou)可以(yi)比較輕松地實(shi)現(xian)(xian)，全時四驅(qu)在輪(lun)轂(gu)(gu)電機驅(qu)動(dong)的(de)車輛(liang)上實(shi)現(xian)(xian)起來非常容易(yi)。同(tong)時輪(lun)轂(gu)(gu)電機可以(yi)通過左(zuo)右車輪(lun)的(de)不(bu)同(tong)轉(zhuan)速甚至反轉(zhuan)實(shi)現(xian)(xian)類似履帶(dai)式車輛(liang)的(de)差動(dong)轉(zhuan)向(xiang)，大大減小車輛(liang)的(de)轉(zhuan)彎半徑，在特(te)殊(shu)情(qing)況下幾乎可以(yi)實(shi)現(xian)(xian)原地轉(zhuan)向(xiang)（不(bu)過此(ci)時對車輛(liang)轉(zhuan)向(xiang)機構(gou)和輪(lun)胎的(de)磨損(sun)較大），對于特(te)種車輛(liang)很(hen)有價(jia)值。

優點3：便于采用多種新能源車技術

新能源(yuan)車(che)(che)型不少都(dou)采用(yong)電驅動(dong)，因此輪(lun)轂電機驅動(dong)也就派上(shang)了(le)大用(yong)場(chang)。無論是(shi)(shi)(shi)純電動(dong)還是(shi)(shi)(shi)燃料(liao)電池電動(dong)車(che)(che)，抑或是(shi)(shi)(shi)增程電動(dong)車(che)(che)，都(dou)可以用(yong)輪(lun)轂電機作為主要驅動(dong)力(li)；即(ji)便是(shi)(shi)(shi)對于(yu)混合動(dong)力(li)車(che)(che)型，也可以采用(yong)輪(lun)轂電機作為起步(bu)或者(zhe)急加速時(shi)的助力(li)，可謂是(shi)(shi)(shi)一機多(duo)用(yong)。同時(shi)，新能源(yuan)車(che)(che)的很(hen)多(duo)技(ji)術，比如制動(dong)能量回(hui)收（即(ji)再(zai)生制動(dong)）也可以很(hen)輕松地在輪(lun)轂電機驅動(dong)車(che)(che)型上(shang)得以實現。

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

對于普通民用車輛來(lai)說，常常用一(yi)些相對輕(qing)質(zhi)(zhi)的材(cai)料比如鋁(lv)合金來(lai)制(zhi)作懸掛(gua)的部(bu)件，以減(jian)輕(qing)簧下質(zhi)(zhi)量，提(ti)升懸掛(gua)的響應速度。可(ke)是(shi)輪轂電(dian)機恰好較大幅度地(di)增(zeng)大了簧下質(zhi)(zhi)量，同時也增(zeng)加了輪轂的轉動(dong)慣量，這對于車輛的操控性能是(shi)不(bu)利(li)的。不(bu)過考(kao)慮到電(dian)動(dong)車型大多限于代步而(er)非追求動(dong)力性能，這一(yi)點尚(shang)不(bu)是(shi)最大缺陷。

缺點2：電制動性能有限，維持制動系統運行需要消耗不少電能

現在(zai)的(de)(de)(de)(de)傳統(tong)動(dong)(dong)(dong)力(li)商用(yong)車(che)(che)已經(jing)有(you)不少裝(zhuang)備了利用(yong)渦流(liu)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)原理（也(ye)(ye)即(ji)電(dian)(dian)阻制(zhi)動(dong)(dong)(dong)）的(de)(de)(de)(de)輔助(zhu)減速設備，比如(ru)(ru)很多(duo)卡(ka)車(che)(che)所用(yong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)緩速器。而由于(yu)能(neng)源的(de)(de)(de)(de)關系(xi)，電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)車(che)(che)采用(yong)電(dian)(dian)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)也(ye)(ye)是(shi)首選，不過對于(yu)輪轂電(dian)(dian)機(ji)驅動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)車(che)(che)輛，由于(yu)輪轂電(dian)(dian)機(ji)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)容量較小，不能(neng)滿足整車(che)(che)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)要求，都(dou)需要附加(jia)機(ji)械(xie)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)，但(dan)是(shi)對于(yu)普通電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)乘用(yong)車(che)(che)，沒有(you)了傳統(tong)內燃機(ji)帶動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)真空(kong)(kong)泵，就需要電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)真空(kong)(kong)泵來(lai)提供(gong)剎(cha)車(che)(che)助(zhu)力(li)，但(dan)也(ye)(ye)就意味了有(you)著更大的(de)(de)(de)(de)能(neng)量消耗，即(ji)便是(shi)再生制(zhi)動(dong)(dong)(dong)能(neng)回收(shou)一些能(neng)量，如(ru)(ru)果要確保(bao)制(zhi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)效能(neng)，制(zhi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)消耗的(de)(de)(de)(de)能(neng)量也(ye)(ye)是(shi)影響(xiang)電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)車(che)(che)續航里程的(de)(de)(de)(de)重要因素之一。

此外(wai)，輪轂電(dian)(dian)機工作的環(huan)境惡劣，面臨水、灰塵等多方面影響，在密封方面也有(you)較(jiao)高(gao)要(yao)求，同時(shi)在設計(ji)上也需(xu)要(yao)為輪轂電(dian)(dian)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勢，它布局更為靈活，不需要復雜的機械傳動系統，同時也有自己的顯著不足，比如密封和起步電流/扭矩間的(de)平衡關系(xi)，以及轉向時驅(qu)動輪的(de)差速問題等等，如果能在工(gong)程上解決這些難題，輪轂電機(ji)驅(qu)動技(ji)術(shu)將在未(wei)來的(de)新能源(yuan)車中擁有廣闊的(de)前景。