輪轂電機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)要求詳解

　　現(xiàn)在新能源汽車發(fā)展的是如火如荼，其中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是輪轂電機(jī)技術(shù)，即將各種傳動(dòng)系統(tǒng)等各種系統(tǒng)全部整合在輪轂里，是一種新型電機(jī)，其這種類型的電機(jī)在新能源汽車中也得到了很好的應(yīng)用與發(fā)展。但這種電機(jī)又優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，如省略大量傳動(dòng)部件，讓車輛結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單等，缺點(diǎn)是不利于對(duì)車輛的操控等。所以這就對(duì)輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)提出了一定的要求，今天合能小編就來(lái)為大家分析下輪轂電機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)要求有哪些，下面一起來(lái)看看吧。
　　

　　一、較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

　　
　　電動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)需要較大的轉(zhuǎn)矩，因此輪轂電機(jī)技術(shù)在設(shè)計(jì)時(shí)要求有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。車載的動(dòng)力源產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使地面與車輪的接觸面上產(chǎn)生一個(gè)摩擦力，這個(gè)摩擦力正是驅(qū)動(dòng)汽車向前行駛的外力。如果不考慮空氣阻力和坡度阻力，那么汽車在剛起步時(shí)，所要克服的力只有滾動(dòng)阻力和加速阻力，如果啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的數(shù)值小于滾動(dòng)阻力的大小，汽車將無(wú)法獲得加速度，也就無(wú)法由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)樾旭偁顟B(tài)，如果這個(gè)轉(zhuǎn)矩不足夠大，那么汽車在啟動(dòng)時(shí)所獲得的加速度也不會(huì)很大，其加速性能會(huì)很差，因此通常要求動(dòng)力源，即輪轂電機(jī)能夠在啟動(dòng)時(shí)提供較大的轉(zhuǎn)矩。
　　

　　二、較寬的調(diào)速范圍

　　
　　汽車行駛時(shí)所遇到的工況多種多樣。要保證汽車能夠在較寬的速度范圍內(nèi)運(yùn)行，那么輪轂電機(jī)必須具有較寬的調(diào)速范圍，這一點(diǎn)與優(yōu)化在額定工作點(diǎn)的工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是大不相同的。因此用于電動(dòng)汽車上的電動(dòng)機(jī)是不能直接用工業(yè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)代替，必須進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)，要能夠滿足頻繁的啟動(dòng)和停止、加速和減速的要求，除了保證低速或爬坡時(shí)具有較高的轉(zhuǎn)矩、高速時(shí)的低轉(zhuǎn)矩外，還要具有較寬的調(diào)速范圍。
　　

　　三、較高的比功率

　　
　　比功率是指輸出功率和質(zhì)量的比值，也就是單位質(zhì)量所能輸出的功率。輪轂電機(jī)是非簧載質(zhì)量，其大小會(huì)對(duì)汽車的平順性產(chǎn)生影響。如果所設(shè)計(jì)的電動(dòng)輪功率是一定的，那么比功率大的電動(dòng)輪質(zhì)量相對(duì)要小。即比功率大的電動(dòng)輪在保證了動(dòng)力性要求的情況下，不僅減輕了整車的質(zhì)量，還提高了整車的平順性。因此，較高的比功率是輪轂電機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要目標(biāo)與要求。
　　

　　四、制動(dòng)再生能量回收

　　
　　制動(dòng)再生能量是新能源電動(dòng)汽車特有的。輪轂電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的機(jī)電裝置，但同時(shí)也可以是將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。在汽車減速制動(dòng)時(shí)，將電動(dòng)機(jī)切換成發(fā)電機(jī)模式，產(chǎn)生制動(dòng)力矩使汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能，可以儲(chǔ)存到蓄電池中。再生制動(dòng)將汽車的動(dòng)能回收變?yōu)殡娔?，減少了能量的浪費(fèi)，既增加了電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，又提高了機(jī)械制動(dòng)器的使用壽命。所以，在輪轂電機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)，要求應(yīng)該使其具有可再生發(fā)電的能力。

　　五、駕駛區(qū)間有較高的效率

　　
　　效率是評(píng)價(jià)任何有能量傳遞的系統(tǒng)能量利用率的指標(biāo)，是系統(tǒng)功率輸出值和輸入值的比。傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車從能量的輸入到輸出要經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器等眾多機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，能量在這些機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的損失相當(dāng)大，因此效率相當(dāng)?shù)?。而輪轂電機(jī)則不然，其機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較少甚至沒(méi)有，由機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)造成的能量損失較少，但電動(dòng)機(jī)上的能量損失卻相當(dāng)大，主要是以熱能形式損失。在電動(dòng)輪的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要使電動(dòng)輪在某一工況下的效率較高，還要使其在典型的駕駛區(qū)間內(nèi)總能保持較高的效率，一般而言應(yīng)該保證至少大于80%。通常，具有機(jī)械減速器的減速驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)輪的效率在80%到90%之間，而直接驅(qū)動(dòng)型電動(dòng)輪的效率大都可以超過(guò)90%。
　　

　　六、較好的環(huán)境適應(yīng)性

　　
　　輪轂電機(jī)的工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，汽車在不平道路上行駛時(shí)，車輪上下顛簸，振動(dòng)直接傳給了電機(jī)，這就要求電動(dòng)機(jī)具有抗振的能力。防沙防水是電動(dòng)輪設(shè)計(jì)中必須考慮的，如果沙塵進(jìn)入輪轂電機(jī)或減速器內(nèi)，必定會(huì)影響輪子的正常工作，同樣，雨天路面積水較多，汽車行駛在這種路面時(shí)，會(huì)濺起水花，如果水進(jìn)入了電動(dòng)輪內(nèi)也會(huì)影響正常工作。因此，設(shè)計(jì)電動(dòng)輪時(shí)除了考慮防振,還必須考慮密封問(wèn)題，以防止沙塵和水進(jìn)入。
　　
　　輪轂電機(jī)是機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)，電器部分主要是電動(dòng)機(jī)和功率電子器件，機(jī)械部分主要是減速器，對(duì)環(huán)境的溫度有一定的要求。電動(dòng)機(jī)對(duì)溫度的要求卻只有上限而無(wú)下限，電動(dòng)機(jī)也是發(fā)熱設(shè)備，一旦溫度太高，將會(huì)使一些絕緣材料老化，造成電機(jī)燒毀，但是幾乎所有的用電設(shè)備都不怕寒冷，反而是越冷性能越好。因此，要對(duì)電動(dòng)輪中的電動(dòng)機(jī)做好冷卻工作。但是機(jī)械部分如果使用了潤(rùn)滑油飛濺潤(rùn)滑，就必須控制好環(huán)境溫度，不能太低也不能太高，否則潤(rùn)滑油粘度太大而無(wú)法飛濺,，或者其粘度大大降低使?jié)櫥Ч儾睢?br /> 　　

　　七、運(yùn)行安全可靠

　　
　　對(duì)任何裝置都要求其運(yùn)行安全可靠，這是保證生命財(cái)產(chǎn)安全的基本要求，輪轂電機(jī)也不例外。電動(dòng)輪是高度集成的機(jī)電一體化裝置，機(jī)械部件和電器部件都在一起工作，相互之間或多或少會(huì)有影響，在設(shè)計(jì)時(shí)，盡可能把這種影響減小才能使輪轂電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定。如果一個(gè)輪轂電機(jī)中的電機(jī)轉(zhuǎn)速失去了控制，轉(zhuǎn)速過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致汽車偏向某一邊，導(dǎo)致交通事故。因此，電動(dòng)輪的設(shè)計(jì)中必須有故障檢測(cè)裝置，一旦出現(xiàn)故障，不僅可以報(bào)警，而且能夠在短時(shí)間內(nèi)采取應(yīng)急措施避免事故發(fā)生。所以，輪轂電機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)要求必須保證安全性和可靠性。
　　

　　八、維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單

　　
　　輪轂電機(jī)經(jīng)常性的維護(hù)主要有兩項(xiàng)，其一是更換輪胎，其二是更換制動(dòng)瓦片，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該保證便于更換輪胎和制動(dòng)瓦片。如果是減速驅(qū)動(dòng)型輪轂電機(jī)，或者采用冷卻液進(jìn)行冷卻的電動(dòng)輪，那么在結(jié)構(gòu)上還要使?jié)櫥秃屠鋮s液便于更換。簡(jiǎn)言之，輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該要求使其維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單。
　　
　　綜上，輪轂電機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)要求應(yīng)滿足具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；具有較寬的調(diào)速范圍；具有較高的比功率；具有制動(dòng)再生能量回收功能；在典型的駕駛區(qū)間具有較高的效率；具有較好的環(huán)境適應(yīng)性等。如果需要高性能的輪轂電機(jī)，歡迎聯(lián)系合能電氣詳詢~