輪(lun)轂電(dian)機技術是什(shen)么 輪(lun)轂電(dian)機的優(you)缺點分析(xi)

輪毅電機技術是什么

輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。輪轂電機技術并非新生事物，早在1900年，保時捷就首先制(zhi)造(zao)出了前輪裝備輪轂(gu)電機的電動(dong)汽(qi)車，在(zai)20世紀70年(nian)代(dai)，這一技(ji)(ji)術(shu)在(zai)(zai)礦山(shan)運(yun)輸車(che)等領域(yu)得到(dao)應用。而對于乘用車(che)所用的(de)輪轂電機，日系廠(chang)商(shang)對于此項技(ji)(ji)術(shu)研發開展較早，目前處于領先(xian)地位，包括通用、豐田(tian)在(zai)(zai)內的(de)國際汽車(che)巨(ju)頭也(ye)都(dou)對該技(ji)(ji)術(shu)有(you)所涉足。目前國內也(ye)有(you)自主品牌汽車(che)廠(chang)商(shang)開始研發此項技(ji)(ji)術(shu)，在(zai)(zai)2011年上(shang)海車(che)展展出的瑞麒X1增程電(dian)動車就(jiu)采用了輪轂電(dian)機技(ji)術。

輪轂電機驅動系統根據電機的轉子型式主要分成兩種結構型式：內轉子式和外轉子式。其中外轉子式采用低速外傳子電機，電機的最高轉速在1000-1500r/min，無減(jian)速(su)裝置，車輪(lun)的轉(zhuan)速(su)與電(dian)機(ji)相同；而內轉(zhuan)子(zi)式(shi)則(ze)采用高(gao)速(su)內轉(zhuan)子(zi)電(dian)機(ji)，配備(bei)固定傳動比的減(jian)速(su)器，為(wei)獲(huo)得較(jiao)高(gao)的功率密度，電(dian)機(ji)的轉(zhuan)速(su)可(ke)高(gao)達(da)10000r/min。隨(sui)著更(geng)為緊湊(cou)的(de)行星齒輪減速(su)器的(de)出現(xian)，內轉子(zi)式輪轂電機在功(gong)率(lv)密度方面比低速(su)外轉子(zi)式更(geng)具競爭力(li)。

輪轂電機的優缺點

優點1：省略大量傳動部件，讓車輛結構更簡單

對于傳統車輛來說，離合器、變速器、傳動(dong)(dong)軸、差速器乃(nai)至分(fen)動(dong)(dong)器都是(shi)必不可少的，而這(zhe)些部件不但重量(liang)不輕、讓(rang)車輛的結(jie)構更為復(fu)雜(za)，同(tong)時也(ye)(ye)存在(zai)需要(yao)定期維護和故障率的問題。但是(shi)輪轂電機就(jiu)很好地解(jie)決(jue)了這(zhe)個問題。除開結(jie)構更為簡單之外，采用輪轂電機驅動(dong)(dong)的車輛可以獲得更好的空(kong)間(jian)利(li)用率，同(tong)時傳動(dong)(dong)效率也(ye)(ye)要(yao)高出不少。

優點2：可實現多種復雜的驅動方式

由(you)于(yu)輪(lun)(lun)轂(gu)(gu)電(dian)機(ji)具備單個車輪(lun)(lun)獨(du)立驅動的(de)特性，因此無論是(shi)前驅、后驅還是(shi)四(si)驅形式，它都可(ke)以比較輕松地(di)實現(xian)，全時四(si)驅在輪(lun)(lun)轂(gu)(gu)電(dian)機(ji)驅動的(de)車輛(liang)上實現(xian)起來非(fei)常容易。同時輪(lun)(lun)轂(gu)(gu)電(dian)機(ji)可(ke)以通過左右(you)車輪(lun)(lun)的(de)不(bu)同轉(zhuan)速甚至反轉(zhuan)實現(xian)類似履帶式車輛(liang)的(de)差動轉(zhuan)向(xiang)，大(da)大(da)減小(xiao)車輛(liang)的(de)轉(zhuan)彎半徑，在特殊情況下幾(ji)乎可(ke)以實現(xian)原地(di)轉(zhuan)向(xiang)（不(bu)過此時對車輛(liang)轉(zhuan)向(xiang)機(ji)構和輪(lun)(lun)胎(tai)的(de)磨損較大(da)），對于(yu)特種車輛(liang)很有(you)價值。

優點3：便于采用多種新能源車技術

新能(neng)(neng)源(yuan)車(che)(che)型不少都采用(yong)電驅(qu)動(dong)，因此(ci)輪轂電機(ji)驅(qu)動(dong)也(ye)就派上了大用(yong)場。無論(lun)是(shi)(shi)純電動(dong)還是(shi)(shi)燃料電池電動(dong)車(che)(che)，抑或是(shi)(shi)增(zeng)程電動(dong)車(che)(che)，都可以用(yong)輪轂電機(ji)作為(wei)主(zhu)要驅(qu)動(dong)力(li)；即便(bian)是(shi)(shi)對于(yu)混(hun)合(he)動(dong)力(li)車(che)(che)型，也(ye)可以采用(yong)輪轂電機(ji)作為(wei)起步或者急加(jia)速時的助力(li)，可謂是(shi)(shi)一(yi)機(ji)多用(yong)。同時，新能(neng)(neng)源(yuan)車(che)(che)的很多技術(shu)，比如制動(dong)能(neng)(neng)量回收（即再生制動(dong)）也(ye)可以很輕松地在輪轂電機(ji)驅(qu)動(dong)車(che)(che)型上得以實(shi)現。

缺點1：增大簧下質量和輪轂的轉動慣量，對車輛的操控有所影響

對(dui)于普通民用車(che)輛來說，常常用一(yi)些相對(dui)輕質(zhi)的(de)材料比如鋁合金來制作懸掛的(de)部件，以減輕簧下質(zhi)量，提升懸掛的(de)響(xiang)應速度。可是(shi)輪轂(gu)電機恰好(hao)較(jiao)大(da)幅度地(di)增(zeng)大(da)了簧下質(zhi)量，同時也增(zeng)加(jia)了輪轂(gu)的(de)轉動(dong)(dong)慣量，這對(dui)于車(che)輛的(de)操控性能是(shi)不(bu)利的(de)。不(bu)過考慮到電動(dong)(dong)車(che)型(xing)大(da)多限于代(dai)步而(er)非追求動(dong)(dong)力性能，這一(yi)點尚(shang)不(bu)是(shi)最(zui)大(da)缺陷(xian)。

缺點2：電制動性能有限，維持制動系統運行需要消耗不少電能

現在的(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)動(dong)(dong)(dong)力商(shang)用(yong)車(che)已經有(you)不少裝(zhuang)備(bei)了(le)利(li)用(yong)渦流制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)原理(li)（也(ye)即電阻制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)）的(de)(de)(de)輔助(zhu)減速設(she)備(bei)，比如(ru)很(hen)多(duo)卡車(che)所用(yong)的(de)(de)(de)電動(dong)(dong)(dong)緩速器。而(er)由于(yu)能(neng)(neng)源的(de)(de)(de)關系(xi)，電動(dong)(dong)(dong)車(che)采用(yong)電制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)也(ye)是首(shou)選，不過對于(yu)輪(lun)轂電機驅動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)車(che)輛，由于(yu)輪(lun)轂電機系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)電制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)容量較小，不能(neng)(neng)滿足整車(che)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)要(yao)求，都需要(yao)附加機械(xie)制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)，但(dan)是對于(yu)普通電動(dong)(dong)(dong)乘用(yong)車(che)，沒(mei)有(you)了(le)傳(chuan)統(tong)內燃機帶動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)真空泵(beng)，就需要(yao)電動(dong)(dong)(dong)真空泵(beng)來提供剎(cha)車(che)助(zhu)力，但(dan)也(ye)就意味了(le)有(you)著更大(da)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量消耗(hao)，即便是再生制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)能(neng)(neng)回收一(yi)些能(neng)(neng)量，如(ru)果要(yao)確保制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)效能(neng)(neng)，制(zhi)(zhi)動(dong)(dong)(dong)系(xi)統(tong)消耗(hao)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量也(ye)是影響電動(dong)(dong)(dong)車(che)續(xu)航(hang)里(li)程(cheng)的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)因素之一(yi)。

此外(wai)，輪轂(gu)電機工作的(de)環境惡劣(lie)，面(mian)臨水(shui)、灰塵(chen)等多(duo)方(fang)面(mian)影響，在(zai)密封方(fang)面(mian)也有(you)較(jiao)高要求，同時在(zai)設計上也需要為輪轂(gu)電機單獨考慮(lv)散(san)熱問題。

結語：

與電動機集中動力驅動相比，輪轂電機技術具備很大的優勢，它布局更為靈活，不需要復雜的機械傳動系統，同時也有自己的顯著不足，比如密封和起步電流/扭矩(ju)間的(de)平衡關(guan)系，以及轉向時驅(qu)動輪的(de)差速問題等等，如果能(neng)在(zai)工程上(shang)解決這些(xie)難題，輪轂電機驅(qu)動技術(shu)將在(zai)未來(lai)的(de)新能(neng)源車中擁有廣闊的(de)前(qian)景。