轮毂电机技术的设计要求详解

　　现在新能源汽车发展的是如火如荼，其中一项关键技术就是轮毂电机技术，即将各种传动系统等各种系统全部整合在轮毂里，是一种新型电机，其这种类型的电机在新能源汽车中也得到了很好的应用与发展。但这种电机又优点也有缺点，如省略大量传动部件，让车辆结构更简单等，缺点是不利于对车辆的操控等。所以这就对轮毂电机的设计提出了一定的要求，今天合能小编就来为大家分析下轮毂电机技术的设计要求有哪些，下面一起来看看吧。
　　

　　一、较大的启动转矩

　　
　　电动汽车启动时需要较大的转矩，因此轮毂电机技术在设计时要求有较大的启动转矩。车载的动力源产生转矩驱动车轮转动，使地面与车轮的接触面上产生一个摩擦力，这个摩擦力正是驱动汽车向前行驶的外力。如果不考虑空气阻力和坡度阻力，那么汽车在刚起步时，所要克服的力只有滚动阻力和加速阻力，如果启动转矩的数值小于滚动阻力的大小，汽车将无法获得加速度，也就无法由静止状态变为行驶状态，如果这个转矩不足够大，那么汽车在启动时所获得的加速度也不会很大，其加速性能会很差，因此通常要求动力源，即轮毂电机能够在启动时提供较大的转矩。
　　

　　二、较宽的调速范围

　　
　　汽车行驶时所遇到的工况多种多样。要保证汽车能够在较宽的速度范围内运行，那么轮毂电机必须具有较宽的调速范围，这一点与优化在额定工作点的工业驱动电动机是大不相同的。因此用于电动汽车上的电动机是不能直接用工业驱动电动机代替，必须进行全新的设计，要能够满足频繁的启动和停止、加速和减速的要求，除了保证低速或爬坡时具有较高的转矩、高速时的低转矩外，还要具有较宽的调速范围。
　　

　　三、较高的比功率

　　
　　比功率是指输出功率和质量的比值，也就是单位质量所能输出的功率。轮毂电机是非簧载质量，其大小会对汽车的平顺性产生影响。如果所设计的电动轮功率是一定的，那么比功率大的电动轮质量相对要小。即比功率大的电动轮在保证了动力性要求的情况下，不仅减轻了整车的质量，还提高了整车的平顺性。因此，较高的比功率是轮毂电机技术设计的一个重要目标与要求。
　　

　　四、制动再生能量回收

　　
　　制动再生能量是新能源电动汽车特有的。轮毂电机是将电能转换成动能的机电装置，但同时也可以是将动能转换为电能的装置。在汽车减速制动时，将电动机切换成发电机模式，产生制动力矩使汽车减速，同时产生电能，可以储存到蓄电池中。再生制动将汽车的动能回收变为电能，减少了能量的浪费，既增加了电动汽车的续驶里程，又提高了机械制动器的使用寿命。所以，在轮毂电机设计的时，要求应该使其具有可再生发电的能力。

　　五、驾驶区间有较高的效率

　　
　　效率是评价任何有能量传递的系统能量利用率的指标，是系统功率输出值和输入值的比。传统的内燃机汽车从能量的输入到输出要经过发动机、离合器、变速箱、传动轴、主减速器、差速器等众多机械传动机构，能量在这些机械传动机构中的损失相当大，因此效率相当低。而轮毂电机则不然，其机械传动机构较少甚至没有，由机械传动结构造成的能量损失较少，但电动机上的能量损失却相当大，主要是以热能形式损失。在电动轮的设计时，不仅要使电动轮在某一工况下的效率较高，还要使其在典型的驾驶区间内总能保持较高的效率，一般而言应该保证至少大于80%。通常，具有机械减速器的减速驱动型电动轮的效率在80%到90%之间，而直接驱动型电动轮的效率大都可以超过90%。
　　

　　六、较好的环境适应性

　　
　　轮毂电机的工作环境相当恶劣，汽车在不平道路上行驶时，车轮上下颠簸，振动直接传给了电机，这就要求电动机具有抗振的能力。防沙防水是电动轮设计中必须考虑的，如果沙尘进入轮毂电机或减速器内，必定会影响轮子的正常工作，同样，雨天路面积水较多，汽车行驶在这种路面时，会溅起水花，如果水进入了电动轮内也会影响正常工作。因此，设计电动轮时除了考虑防振,还必须考虑密封问题，以防止沙尘和水进入。
　　
　　轮毂电机是机电一体化结构，电器部分主要是电动机和功率电子器件，机械部分主要是减速器，对环境的温度有一定的要求。电动机对温度的要求却只有上限而无下限，电动机也是发热设备，一旦温度太高，将会使一些绝缘材料老化，造成电机烧毁，但是几乎所有的用电设备都不怕寒冷，反而是越冷性能越好。因此，要对电动轮中的电动机做好冷却工作。但是机械部分如果使用了润滑油飞溅润滑，就必须控制好环境温度，不能太低也不能太高，否则润滑油粘度太大而无法飞溅,，或者其粘度大大降低使润滑效果变差。
　　

　　七、运行安全可靠

　　
　　对任何装置都要求其运行安全可靠，这是保证生命财产安全的基本要求，轮毂电机也不例外。电动轮是高度集成的机电一体化装置，机械部件和电器部件都在一起工作，相互之间或多或少会有影响，在设计时，尽可能把这种影响减小才能使轮毂电机的运行稳定。如果一个轮毂电机中的电机转速失去了控制，转速过高或过低都会导致汽车偏向某一边，导致交通事故。因此，电动轮的设计中必须有故障检测装置，一旦出现故障，不仅可以报警，而且能够在短时间内采取应急措施避免事故发生。所以，轮毂电机技术的设计要求必须保证安全性和可靠性。
　　

　　八、维护保养简单

　　
　　轮毂电机经常性的维护主要有两项，其一是更换轮胎，其二是更换制动瓦片，在结构设计时应该保证便于更换轮胎和制动瓦片。如果是减速驱动型轮毂电机，或者采用冷却液进行冷却的电动轮，那么在结构上还要使润滑油和冷却液便于更换。简言之，轮毂电机的结构设计应该要求使其维护保养简单。
　　
　　综上，轮毂电机技术的设计要求应满足具有较大的启动转矩；具有较宽的调速范围；具有较高的比功率；具有制动再生能量回收功能；在典型的驾驶区间具有较高的效率；具有较好的环境适应性等。如果需要高性能的轮毂电机，欢迎联系合能电气详询~