輪轂電機技術的設計要求詳解

　　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。

　　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~