新能源電動汽車用輪轂電機關(guān)鍵技術(shù)分析

王儷錕

摘 要：輪轂電機技術(shù)在新能云電動汽車中的有效落實，一方面能夠為汽車提供更加完善的制動系統(tǒng)，由此降低能源使用速率與設(shè)備檢修損耗，為電動車提供了更穩(wěn)定的操控系統(tǒng)；另一方面憑借輪轂電機部件隔離的優(yōu)勢，也避免了外界惡劣環(huán)境的影響，使汽車適用范圍更加廣泛。本文基于新能源電動汽車驅(qū)動特點展開分析，在論述輪轂電機驅(qū)動方式與技術(shù)特點同時，期望能夠為電動汽車行業(yè)發(fā)展提供參照。

關(guān)鍵詞：新能源；電動汽車；輪轂電機；關(guān)鍵技術(shù)

1 電動汽車的驅(qū)動特點概述

電動汽車是基于我國資源可持續(xù)發(fā)展概念提供的新型交通工具，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車驅(qū)動系統(tǒng)不同，電動汽車有效摒棄了機械體積龐大、笨重、噪聲較大的缺點，并且憑借電力能源的消耗與獲取特性，更有效避免了汽車廢氣對周邊環(huán)境的污染，使整體能源利用率的到有效提升，同時更降低了汽車運行的損耗。

而從電動汽車驅(qū)動方式角度來看，我國現(xiàn)階段電動汽車可分為集中電機、輪邊電機與輪轂電機三種。集中電機系統(tǒng)形式源自于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)，使內(nèi)燃機部件直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C部件，而其余系統(tǒng)部件不受影響。從技術(shù)上來看，此類電機驅(qū)動形式基于傳統(tǒng)內(nèi)燃機系統(tǒng)更便于管理，并且在檢修等工作開展期間更加便捷。但同樣此種電機形式并無法有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機械傳動狀況，致使非必須的能源損耗依然成為首要問題，再加上電池容量的限制，更極易對汽車續(xù)航造成影響。

輪邊電機是以車架為安裝基礎(chǔ)，將電動機與減速器組成一體安裝的電機形式。期間，可將減速器輸出軸與萬向節(jié)、車輪半軸進行連接，由此通過電機系統(tǒng)驅(qū)動車輪，使汽車能夠正常行駛。此種驅(qū)動方式技術(shù)較為簡單，并且是現(xiàn)階段電動汽車中最常見的驅(qū)動形式。

輪轂電機是將動力、制動及傳動裝置規(guī)整于輪轂內(nèi)，由此排除離合器、變速器、傳動軸等大型機械部件，使汽車結(jié)構(gòu)得到了極大的簡化，同時也降低了多部件引發(fā)的噪聲、能耗、磨損，有效提升了汽車的使用質(zhì)量，同時憑借線控四輪轉(zhuǎn)向技術(shù)，更有效減小了轉(zhuǎn)向半徑，是車輛在行駛中更易被操控，由此提升了車輛的整體性能。另外，輪轂電機驅(qū)動形式的特性，有效隔絕了外界環(huán)境對汽車部件的影響，也降低了電動汽車檢修壓力。

2 輪轂電機驅(qū)動方式分析

2.1 減速驅(qū)動方式

此種驅(qū)動主要選擇內(nèi)轉(zhuǎn)子方式，在高速運轉(zhuǎn)期間，減速裝置可放置在電機與車輪間，起到減速與提升轉(zhuǎn)矩的作用。由此可見，減速驅(qū)動可有效保障電機運轉(zhuǎn)的功率，并且體系小，能在低速行駛狀態(tài)下提供較大的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩，使其爬坡性能得到有效提升。但同樣此種驅(qū)動方式極易導致齒輪損耗加快，是汽車運行故障率提升。并且在散熱與噪聲方面存在劣勢，難以真正貼合可持續(xù)利用的需求。所以，從我國交通發(fā)展的角度來看，此種驅(qū)動技術(shù)尚不成熟，并且可靠性較低，目前僅適用于過載較大的環(huán)境中。

2.2 直接驅(qū)動方式

此種驅(qū)動主要選擇外轉(zhuǎn)子方式，在實際應用中無需提供減速裝置，使車輛形式動態(tài)動態(tài)相應速率加快，同時軸向尺寸有效降低，是整體驅(qū)動系統(tǒng)更加緊湊，以便為汽車構(gòu)件提供保護，降低汽車驅(qū)動系統(tǒng)的維護費用。但汽車的體積和質(zhì)量較大，造價較高，在高速運行期間，極易因為大電流傷害電池，使汽車電能利用效率降低，同時更為汽車行駛埋下了風險因素。

3 輪轂電機關(guān)鍵技術(shù)特點

3.1 直流電機分析

此種電機形式控制簡單，且技術(shù)較為成熟，通常以電樞與弱磁來控制制動系統(tǒng)，由此貼合汽車正常運行的需要。但在利用電刷實現(xiàn)機械轉(zhuǎn)向期間，電刷磨損速率會加快，使此類電機設(shè)備經(jīng)常需要檢修，極大影響了電動汽車的正常使用頻率。故而，輪轂電機通常不采用此種電機技術(shù)。

3.2 異步電機分析

異步電機比較其他電機系統(tǒng)而言，結(jié)構(gòu)形式更加簡單、穩(wěn)定且堅固耐用，在檢修成本方面也更加低廉，因不需要設(shè)置傳感器，噪聲能夠得到有效降低，并可以有效提升轉(zhuǎn)速，為電動企業(yè)的運行速率提供保障。但在實際電機應用期間，異步電機同樣也存在較多問題，例如驅(qū)動線路較為復雜，電機調(diào)速性能較差。與永磁電動機相比，在功率與運作效率方面密度較低，所以并不適用于電動汽車的輪轂電機系統(tǒng)構(gòu)建。

3.3 永磁無刷直流電機分析

此種電動機技術(shù)是利用電子準響起代替直流電機，通過電子轉(zhuǎn)向裝置內(nèi)的正負極磁感線驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，是系統(tǒng)達到可調(diào)節(jié)的狀態(tài)。此種電機運行穩(wěn)定且維護方便，在損耗方面能得到有效的控制，也提高了電機運轉(zhuǎn)效率。所以，此類定級已成為輪轂電機系統(tǒng)中常見的技術(shù)。

3.4 永磁同步電機分析

永磁電動機與永磁無刷直流電機運作形式類似，其差異在轉(zhuǎn)子安裝方式的不同，一般可分為內(nèi)置與表面兩種形式，其中表面安裝形式更適用于低速電機，而內(nèi)置式則相反。比較無刷直流電機，此種電機形式更具低噪聲、大功率與控制精度高的優(yōu)勢，是我國輪轂電機正在普及的電機技術(shù)。

3.5 開關(guān)磁阻電機分析

此種電機是基于傳統(tǒng)設(shè)備裝置研發(fā)出現(xiàn)的新型技術(shù)，從結(jié)構(gòu)上來看，此類電機內(nèi)部無繞組與永磁體，只在定子上安裝集中勵磁繞組的方法，使功率轉(zhuǎn)換效率得到有效提升，同時啟動電流較小，裝置結(jié)構(gòu)也較簡單。從技術(shù)發(fā)展的角度來看，是我國未來輪轂電機必然會著重利用的電機技術(shù)。

4 輪轂電機發(fā)展展望

從電動汽車發(fā)展的趨勢來看，輪轂電機的研發(fā)仍需在以下幾方面進行加強：

（1）提高調(diào)速與轉(zhuǎn)矩可控范圍，以便適應電動汽車在不同環(huán)境中的使用要求。

（2）繼續(xù)提高資源的利用率，并在此基礎(chǔ)上持續(xù)降低電機重量。

（3）解決電動機受環(huán)境影響因素，是運行穩(wěn)定性得到有效保障，同時提升汽車的續(xù)航能力，以便為傳統(tǒng)汽車的轉(zhuǎn)型奠定更堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

輪轂電機關(guān)鍵技術(shù)的有效落實，不但能夠為我國電動汽車產(chǎn)業(yè)提供更加廣闊的可持續(xù)發(fā)展平臺，降低對資源的損耗效率，同時更可以增強輪轂電機在不同環(huán)境中的適用性，由此增強電動汽車運行的性能，以便傳統(tǒng)汽車的轉(zhuǎn)型速率提升。故而，在論述新能源電動汽車用輪轂電機關(guān)鍵技術(shù)期間，必須明確輪轂電機的運行特點與優(yōu)勢，才能為后續(xù)電動汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供質(zhì)量保障。

參考文獻

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