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    輪轂電機技術的設計要求詳解

    時間:2021-05-13 15:18:20 點擊:1055 次 來源:洛陽合能電氣有限公司
      現在新能源汽車發展的是如火如荼,其中一項關鍵技術就是輪轂電機技術,即將各種傳動系統等各種系統全部整合在輪轂里,是一種新型電機,其這種類型的電機在新能源汽車中也得到了很好的應用與發展。但這種電機又優點也有缺點,如省略大量傳動部件,讓車輛結構更簡單等,缺點是不利于對車輛的操控等。所以這就對輪轂電機的設計提出了一定的要求,今天合能小編就來為大家分析下輪轂電機技術的設計要求有哪些,下面一起來看看吧。
      

      一、較大的啟動轉矩

      
      電動汽車啟動時需要較大的轉矩,因此輪轂電機技術在設計時要求有較大的啟動轉矩。車載的動力源產生轉矩驅動車輪轉動,使地面與車輪的接觸面上產生一個摩擦力,這個摩擦力正是驅動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,所要克服的力只有滾動阻力和加速阻力,如果啟動轉矩的數值小于滾動阻力的大小,汽車將無法獲得加速度,也就無法由靜止狀態變為行駛狀態,如果這個轉矩不足夠大,那么汽車在啟動時所獲得的加速度也不會很大,其加速性能會很差,因此通常要求動力源,即輪轂電機能夠在啟動時提供較大的轉矩。
      

      二、較寬的調速范圍

      
      汽車行駛時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運行,那么輪轂電機必須具有較寬的調速范圍,這一點與優化在額定工作點的工業驅動電動機是大不相同的。因此用于電動汽車上的電動機是不能直接用工業驅動電動機代替,必須進行全新的設計,要能夠滿足頻繁的啟動和停止、加速和減速的要求,除了保證低速或爬坡時具有較高的轉矩、高速時的低轉矩外,還要具有較寬的調速范圍。
      

      三、較高的比功率

      
      比功率是指輸出功率和質量的比值,也就是單位質量所能輸出的功率。輪轂電機是非簧載質量,其大小會對汽車的平順性產生影響。如果所設計的電動輪功率是一定的,那么比功率大的電動輪質量相對要小。即比功率大的電動輪在保證了動力性要求的情況下,不僅減輕了整車的質量,還提高了整車的平順性。因此,較高的比功率是輪轂電機技術設計的一個重要目標與要求。
      

      四、制動再生能量回收

      
      制動再生能量是新能源電動汽車特有的。輪轂電機是將電能轉換成動能的機電裝置,但同時也可以是將動能轉換為電能的裝置。在汽車減速制動時,將電動機切換成發電機模式,產生制動力矩使汽車減速,同時產生電能,可以儲存到蓄電池中。再生制動將汽車的動能回收變為電能,減少了能量的浪費,既增加了電動汽車的續駛里程,又提高了機械制動器的使用壽命。所以,在輪轂電機設計的時,要求應該使其具有可再生發電的能力。
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      五、駕駛區間有較高的效率

      
      效率是評價任何有能量傳遞的系統能量利用率的指標,是系統功率輸出值和輸入值的比。傳統的內燃機汽車從能量的輸入到輸出要經過發動機、離合器、變速箱、傳動軸、主減速器、差速器等眾多機械傳動機構,能量在這些機械傳動機構中的損失相當大,因此效率相當低。而輪轂電機則不然,其機械傳動機構較少甚至沒有,由機械傳動結構造成的能量損失較少,但電動機上的能量損失卻相當大,主要是以熱能形式損失。在電動輪的設計時,不僅要使電動輪在某一工況下的效率較高,還要使其在典型的駕駛區間內總能保持較高的效率,一般而言應該保證至少大于80%。通常,具有機械減速器的減速驅動型電動輪的效率在80%到90%之間,而直接驅動型電動輪的效率大都可以超過90%。
      

      六、較好的環境適應性

      
      輪轂電機的工作環境相當惡劣,汽車在不平道路上行駛時,車輪上下顛簸,振動直接傳給了電機,這就要求電動機具有抗振的能力。防沙防水是電動輪設計中必須考慮的,如果沙塵進入輪轂電機或減速器內,必定會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,會濺起水花,如果水進入了電動輪內也會影響正常工作。因此,設計電動輪時除了考慮防振,還必須考慮密封問題,以防止沙塵和水進入。
      
      輪轂電機是機電一體化結構,電器部分主要是電動機和功率電子器件,機械部分主要是減速器,對環境的溫度有一定的要求。電動機對溫度的要求卻只有上限而無下限,電動機也是發熱設備,一旦溫度太高,將會使一些絕緣材料老化,造成電機燒毀,但是幾乎所有的用電設備都不怕寒冷,反而是越冷性能越好。因此,要對電動輪中的電動機做好冷卻工作。但是機械部分如果使用了潤滑油飛濺潤滑,就必須控制好環境溫度,不能太低也不能太高,否則潤滑油粘度太大而無法飛濺,,或者其粘度大大降低使潤滑效果變差。
      

      七、運行安全可靠

      
      對任何裝置都要求其運行安全可靠,這是保證生命財產安全的基本要求,輪轂電機也不例外。電動輪是高度集成的機電一體化裝置,機械部件和電器部件都在一起工作,相互之間或多或少會有影響,在設計時,盡可能把這種影響減小才能使輪轂電機的運行穩定。如果一個輪轂電機中的電機轉速失去了控制,轉速過高或過低都會導致汽車偏向某一邊,導致交通事故。因此,電動輪的設計中必須有故障檢測裝置,一旦出現故障,不僅可以報警,而且能夠在短時間內采取應急措施避免事故發生。所以,輪轂電機技術的設計要求必須保證安全性和可靠性。
      

      八、維護保養簡單

      
      輪轂電機經常性的維護主要有兩項,其一是更換輪胎,其二是更換制動瓦片,在結構設計時應該保證便于更換輪胎和制動瓦片。如果是減速驅動型輪轂電機,或者采用冷卻液進行冷卻的電動輪,那么在結構上還要使潤滑油和冷卻液便于更換。簡言之,輪轂電機的結構設計應該要求使其維護保養簡單。
      
      綜上,輪轂電機技術的設計要求應滿足具有較大的啟動轉矩;具有較寬的調速范圍;具有較高的比功率;具有制動再生能量回收功能;在典型的駕駛區間具有較高的效率;具有較好的環境適應性等。如果需要高性能的輪轂電機,歡迎聯系合能電氣詳詢~

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