电动汽车驱动的终极解决方案轮毂电机技术

　　轮毂电机又称为电动轮，就是将传统汽车的离合器、变速器、传动轴、差速器等部件高度集成到一起，能够充分释放车内空间，是未来新能源汽车驱动技术的方向。
　　轮毂电机
　　下图为传统汽车驱动系统机械结构和轮毂电机驱动机械结构对比图。其中M电动机；C离合器；D差速器；GB变速器；GB固定速比变速箱，传统的驱动系统结构是基于传统的内燃机汽车前轮驱动结构，由驱动电动机、离合器、变速箱、差速器和车轮组成。离合器是机械传动系统中的常用部件，完成驱动电动机和变速器间动力传动的分离和接合。变速箱是由变速传动机构和操纵机构组成，是一套具有不同速比的齿轮结构，完成改变传动比、中断动力传动等功能，改变电动汽车的起停和行驶速度。差速器是汽车驱动桥的主件，差速器在向汽车两边车轮传递动力的同时，调节车轮的行驶速度。在汽车转弯时，内侧和外侧车轮转弯半径不同，差速器允许两车轮以不同的速度行驶，减少汽车轮胎与地面间的摩擦。
　　两种驱动结构对比图
　　轮毂电机驱动系统结构由驱动电动机和车轮组成，这种结构完全省略了驱动电动机和车轮之间的动力传动装置，驱动电动机的一侧与车轮轮辋固定连接，电机与车轮同轴旋转。这种结构中的驱动电动机一般选为低速大转矩的电动机，能够为汽车的启动、爬坡和加速行驶提供较高的转矩。这种驱动系统是典型的轮毂电机驱动系统，精简的结构有利于完成电动汽车驱动系统的一体化设计。
　　目前轮毂电机在结构上分为两种，分别是外转子结构采用直接驱动方式和内转子结构即采用减速驱动方式。两种结构具有各自的特点，如下图所示为外转子轮毂电机结构图，电机一般运行于较低的转速下，不需要减速机构，整个驱动结构更为简洁、紧凑，轴向尺寸变小，动态响应更快，效率进一步提升。但是直接驱动方式缺点同样存在：启动、爬升和承载大负载需要大电流，这很容易损坏电池和永磁体；电机峰值区域较小；负载电流超过一定值后，效率快速下降。直接驱动适用于平坦道路或轻载。
　　外转子轮毂电机
　　而内转子轮毂电机结构图如下图所示，这种类型的电动机通常在高速状态下工作，电动机减速器安装在电动机和车轮之间，以降低速度并增加电动机的转矩。减速器的形式分为两种类型，即传统的行星齿轮机械减速装置和新的磁齿轮减速装置。减速驱动的特点在于：电机高速运转，功率大，效率高。但是减速驱动也存在诸多问题，例如机械齿轮在高转速状态下非常容易磨损，从而导致电机故障率高、寿命短，还存在噪声以及散热等问题；对于磁力齿轮减速方法，目前的技术尚不成熟，操作可靠性不高，制造困难，制造成本高。减速驱动适用于需要电机过载能力强的丘陵或山区。
　　内转子轮毂电机
　　在下一阶段，轮毂电机的发展将集中在以下五个方面：
　　1。轮毂电机要安装于车轮内部，车轮轮辋的结构尺寸限定了轮毂电机的外径尺寸，汽车的悬架结构限定了轮毂电机的轴向尺寸；
　　2。轮毂电机脱离汽车车架而位于车轮内，势必会增加汽车的簧下质量，降低车轮的垂直振动频率，影响汽车的乘坐舒适性、行驶平顺性和操控稳定性；
　　3。永磁电机存在转矩脉动，影响汽车行驶过程中的振动和噪声；
　　4。电动汽车的运行工况较为复杂，轮毂电机需要满足电动汽车启动、爬坡和高速超车等工况下的性能需求；
　　5。轮毂电机散热条件较差，需要解决轮毂电机在过载情况下的散热问题。
　　滑板式底盘结构
　　轮毂电机技术
　　随着未来轮毂电机技术的成熟，新能源汽车的底盘结构也会随之改变，汽车技术也会发生翻天覆地的变化，轮毂电机的商业化应用很快就会到来。