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前文《一文背诵国内外轮毂电机研究结果》中总结了这些年经常出现过的轮毂电机,但是大多是概念为主,确实商业化用于的较为较少,轮毂电机驱动的难题到底在什么地方呢?又不会从哪个领域年所突破呢?本文将融合上文提及的广汽传祺的轮毂电机结构做到一个分析,错漏之处请求大牛求证。 轮毂电机驱动系统可以灵活性地布置于各类电动车辆的车轮中,必要驱动轮毂转动。与内燃机、单电机等传统集中于驱动方式比起,其在动力配备、传动结构、操纵性能、能源利用等方面的技术优势和特点十分显著,主要展现出为: 动力掌控由软相连改回硬相连,能通过电子控制器,构建各轮毂从零到仅次于速度之间的无级自排和轮毂间的差速拒绝。
省去了传统的机械离合器、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等装置,使得驱动系统和整车结构简洁归一,可利用空间减小,传动效率提升(理论值为10%)。 整车布局和车身造型设计的维度大大增加。以汽车为事例,将底架的支撑功能与传动功能分离出来后,桥架结构深感修改,更容易构建完全相同底盘有所不同车身造型的产品多样化和系列化,延长新车开发周期,减少开发成本。
各轮毂扭矩独立国家高效率,号召快捷,于是以翻转灵活性,瞬时动力性能更加良好,明显提升了适应环境险恶路面条件的行经能力。 更容易构建轮毂的电气制动器、机电填充制动器和制动器过程中的能量期望,还能对整车能源的高效利用实行线性规划掌控与管理,有效地节约能源。
对轮毂电机驱动的电动汽车,若更进一步引入四轮改向技术(4WS),增大改向半径,还有可能构建零半径改向。 轮毂电机外形大致相同,大都为扁平型,但电机类型、结构形式、驱动方式差异较小,分类如下。 按电机类型分类:目前应用于电动轮毂的电机主要有四大类,即永磁电机(PM)、异步电机(IM)、电源磁阻电机(SRM)和纵向磁通电机(TFM)。
这其中,永磁电机的应用于尤为广泛,而纵向磁通电机则是一类极具竞争力的短距离大扭矩新型电机。 按结构形式分类:从主磁通行经路径看,它涵盖了径向磁场(radial)、轴向磁场(axial)、纵向磁通(transverse)全部三种基本形式。
从运动方式看,亦有内转子、外转子和双转子之分。其中,双转子结构最有新意。
内转子主动,外转子从一动,二者通过一组行星齿轮传送动力,构建偏移转动,使磁场切割成导体的速度为内、外转子速度之和。似乎,这种速度迭加以及机械同步的精妙人组,既给电机设计带给了张驰空间,又起着了缓释阻抗扰动、入手冲击负荷、有效地维护电池的起到。
按驱动方式分类:必要驱动时,电机多使用外转子结构,即转子必要造就轮毂转动,因而扭矩较低。与此比较不应,间接驱动时,电机则多为内转子结构,扭矩较高,通过行星轮加齿环机构构建滑行,造就轮毂转动,因而也称作滑行驱动。 按转动速度分类:轮毂电机还有高速和短距离之分,但对应的扭矩范围并没具体的界定,视应用于对象有所不同而有所不同。一般来说,仅当驱动方式确认之后,低、短距离范围的界定才具备比较精确的含义,即必要驱动一般对应于短距离电机(体积大,耗材多,功率密度小,噪声较低),而间接驱动则多对应于高速电机(体积小,耗材较少,功率密度大,噪声低)。
显电传祺轿车所使用的轮毂电机的驱动方式为外转子必要驱动,电机定子、转子以及逆变器集沦为一体,由8个逻辑上的子电机构成,用于联合的转子,并通过算法构建各子电机的独立国家、协同掌控。这种“分布式”的结构可减少对每个子电机的功率拒绝,因此可以使用小体积、低成本的功率电子器件,使得整个电机可以构建得十分灵活;而通过对8个子电机展开合理的协同掌控,可将各子电机输入的功率、扭矩展开变换,构建整个电机强大的驱动力;同时,若其中1个子电机再次发生故障,其他的电机仍可以之后长时间丁作,而会造成汽车必要撞毁。 该轮毂电机的结构如下图右图,由转子、轴承、定子、功率与掌控电子模块以及密封背板等部分构成。
那么影响轮毂电机商业化应用于的技术难题到底有那些呢?主要有以下几点: 电子差速控制技术 由于轮毂电机驱动的电动汽车中止了传统汽车的机械传动部分,所以无法使用机械差速器对轮毂电机驱动的电动汽车展开差速掌控,虽然现在经常出现了电子差速器,但是当车速多达一定值时,车辆就不会经常出现显著的方向失稳现象。目前,国内外己可行性累积了这方面的专有技术。 智能化能量管理系统 通俗地谈,这就是一个1+1等不相等2的问题。
人们的期望值毫无疑问是2(代数和),但实际效果不能是大于、充其量相似于2(矢量和)。综合考虑到车辆方方面面的动力和能源需求,这就包含了受限车载能源和动力的线性规划调度与管理问题/或称作智能化能量管理系统。
它既是一个系统工程的线性规划技术解决方案,可玩性十分大,可以从各轮毂电机能量的合理分配与管理转行,并可以还包括能量期望方面的考虑到。 轮毂电机非簧载有质量的增加 由于轮毂电机驱动电动汽车必须把驱动电机、滑行机构、制动器都集中于在车轮内,故如果不采取有效措施,必定不会引发汽车非簧载有质量的减少,减小轮毂电机驱动电动汽车横向方向的振动幅度,影响轮胎的吸附性能,有利于汽车的掌控,同时也不会减少汽车的平顺性和舒适性。
同时,电机摆放在车轮内,电机将不会忍受来自路面的相当大的冲击载荷。因此,研究轮毂电机非簧载有质量的增加方法需要指导电动轮设计、结构改良及理论分析,具备最重要的意义。
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