純電動汽車輪轂電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)綜述

鄭丹鳳

（武漢技師學(xué)院 430000)

1 輪轂電機(jī)技術(shù)概述和發(fā)展現(xiàn)狀

想要發(fā)展新能源電動汽車技術(shù)，離不開輪轂電機(jī)的技術(shù)發(fā)展。輪轂電機(jī)是電動汽車的核心部件，輪轂電機(jī)的使用能夠彰顯出電動汽車巨大的優(yōu)勢。輪轂電機(jī)的使用能夠避免使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)上的離合器、變速器等一系列機(jī)械零件，提高機(jī)械效率和工作效率，降低整車成本，降低維修保養(yǎng)難度和成本。國外的輪轂電機(jī)發(fā)展較早，最早由美國人羅伯特在20世紀(jì)50年代發(fā)明。日本在輪轂電機(jī)的研究領(lǐng)域占領(lǐng)先地位，豐田、本田都已經(jīng)研發(fā)出先進(jìn)的輪轂電機(jī)并應(yīng)用到概念車中。我國汽車行業(yè)起步就比較晚，雖然已經(jīng)把電動汽車列入“863”計劃，但是基礎(chǔ)薄弱的現(xiàn)實(shí)導(dǎo)致仍與國外先進(jìn)技術(shù)有一定的差距。

2 輪轂電機(jī)驅(qū)動方式及特點(diǎn)

電動汽車的驅(qū)動方式主要分為3種，集中電機(jī)驅(qū)動，輪邊電機(jī)驅(qū)動和輪轂電機(jī)驅(qū)動。

集中電機(jī)驅(qū)動只是將傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)替換成為電動機(jī)，并沒有改變汽車其他的構(gòu)造，并不能體現(xiàn)出電動汽車的優(yōu)勢，能源損失仍舊很大。

輪邊電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便的優(yōu)勢，技術(shù)相對成熟，是如今發(fā)展的重點(diǎn)。輪轂電機(jī)精簡程度極高，將動力裝置、傳動裝置、制動裝置都集中到車輪中去，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化和汽車的輕量化設(shè)計，提高了控制的反應(yīng)能力，避免了機(jī)械損失和機(jī)械延遲[1]。

輪轂電機(jī)按照驅(qū)動方式分為減速驅(qū)動和直接驅(qū)動2種（圖1）。其中減速驅(qū)動輪轂電機(jī)具有行星齒輪等減速機(jī)構(gòu)，能夠減速增矩，獲得較高的比功率和效率，同時由于電機(jī)體積和質(zhì)量都比較小，能夠保證輸出的平順性。但也有諸多缺陷，高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致齒輪磨損嚴(yán)重，縮短了減速輪轂電機(jī)的使用壽命，散熱難、噪聲大都會減少可靠性。直接驅(qū)動輪轂電機(jī)省去了減速裝置等中間環(huán)節(jié)，提升了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，提高了工作效率，使得結(jié)構(gòu)更簡化和緊湊，但是造價成本很高，一旦過載會受到嚴(yán)重影響。

輪轂電機(jī)由于其獨(dú)特的存在位置和功能性，需要滿足以下幾個特點(diǎn)。恒轉(zhuǎn)矩區(qū)高轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速，恒功率區(qū)高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩；寬調(diào)速范圍，高轉(zhuǎn)矩密度，大啟動扭矩。電機(jī)質(zhì)量小，工作效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)強(qiáng)制制動和能量回饋。能夠作為輪轂電機(jī)的驅(qū)動電機(jī)主要有，直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和橫向磁通電機(jī)等[2]（圖2）。

3 結(jié)束語

輪轂電機(jī)技術(shù)作為電動汽車的核心技術(shù)。清楚我國與國外輪轂電機(jī)先進(jìn)技術(shù)間的差距，不斷進(jìn)行深入研究，盡快實(shí)現(xiàn)新能源汽車的可量產(chǎn)化。輪轂電機(jī)將徹底打破傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的汽車結(jié)構(gòu)，減少了汽車底盤的整個傳動系統(tǒng)，甚至制動系統(tǒng)，同時實(shí)現(xiàn)4個車輪獨(dú)立控制，實(shí)現(xiàn)了差速功能，大大簡化了汽車的機(jī)械構(gòu)造和運(yùn)行性能，提升了乘用空間，徹底告別化石燃料的依賴和污染性的尾氣排放。

圖2 減速式和直接驅(qū)動式輪轂電機(jī)異同

[1]趙志芳.淺談輪轂電機(jī)在電動汽車上的應(yīng)用[J].低碳世界,2017(13):60-61.

[2]高鵬.電動汽車用永磁輪轂電機(jī)的設(shè)計研究[D].天津大學(xué),2015.