爱车兵团 08-23
轮毂电机是个啥 能用在现有的纯电动车上吗?
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以往我们看车展,不少人的目光都会被展台上靓丽的模特所吸引。在车迷们的角度,每次车展都是接触自己未曾接触过的新车,以及了解新技术的舞台。车企们也乐意,在规模较大、影响力广的车展之中,展示自家正在研发或即将量产的新生技术。其中,轮毂电机应该算是备受关注的技术。

尽管轮毂电机被提起的几率并不算高,但从其诞生时间来看,这并不是一项最新的电动车技术。早在 1900 年的巴黎世博会上,费迪南德保时捷也就是保时捷汽车的创始人,就展示了他所设计的一辆名为 System Lohner-Porsche 的纯电动车。

这辆车在当时的速度可达 35 英里 / 小时,并且刷新了奥地利的多项汽车速度纪录。最值得一提的,自然是 Lohner-Porsche 所使用的轮毂电机技术。

轮毂电机是我们的统称,准确的学名应该叫做车轮内装电机技术。顾名思义,就是把动力、传动装置和制动装置整合到车轮内部,通过转子直接驱动车轮行驶。从技术层面来说,轮毂电机的诞生减少了纯电动车里的变速器、驱动轴、差速器和半轴的结构,与此同时还减少了动力在这些机构当中的损失。

当然,如此美好的设想要成为现实,并且能根据各种现实来灵活适用的话,其改进优化的难度真心不算少。从分类来看,轮毂电机就分为了内转子型和外转子型两种。内转子型电机其电机底座固定在车架上,转子和电机主轴一起转动。不过这样的转动需要有行星齿轮减速结构来降速增扭,结构相对来说较为复杂和占据空间。

这样的结构,使得内转子型电机不能在中小型车当中使用,其重量、体积都成为了其发展的掣肘。不过,既然塞不进轮子里面,倒不如放在车辆最稳固的车架上,通过车桥进行传动。由于体积的原因,内转子型电机可以用在体型更大的公交车、商用车以及矿山自卸车之上。

当然了,外转子型轮毂电机也不是说就能被广泛应用。外转子型所使用的低速的电机,电机的外传子与车轮的轮辋固定或者集成在一起,通过电机转子与外壳一起旋转,从而令车轮转动。

除了体积之外,重量也成为轮毂电机的问题之一。哪怕是外转子型电机能可靠温度的问题,可整个电机在使用过程中,面对水、泥等材料的耐久性和稳定性问题,也需要从长计议。同时,在悬架结构下方增加一个电机,簧下质量将会变得更重,在日常驾驶操作甚至是激烈驾驶就会变得难以控制。

还有,轮毂电机的电制动设计容量较小,并不能满足整车制动效能的要求,一般来说都需要附加机械制动系统。纯电动车因为少了发动机,所以刹车系统的真空助力泵需要额外用电提供刹车力量,这就意味着将需要在动力电池里用掉一部分,从而减少了实际的行驶里程。

轮毂电机系统中的制动器可以根据结构采用鼓式或者盘式制动器。由于电动机电制动容量的存在,往往可以使制动器的设计容量可以适当减小,大多数的轮毂电机系统采用风冷方式进行冷却。

大多数的轮毂电机,都如外转子型那般隐藏在车轮之内。可车轮狭小的空间,首先不利于各个机构的布置,同时在工作时产生的热量也会影响电机等机械的寿命。被恒大集团收购了英国轮毂电机公司 Protean,推出最新的概念产品。

Protean 360+ 将悬架结构、转向单元、电机和刹车等集成在一起,可以实现 360% 自由转动,让车辆可以实现平移、斜行等动作。

Protean 360+ 使用的电机为永磁同步电机,最大功率为 80kW(109Ps),峰值扭矩为 1250Nm,若一辆车使用 4 个这样的模块,整车可达到的最大功率为 320kW(436Ps),峰值扭矩为 5000Nm。

当城市化进程不断发展,公路网络、移动网络逐渐完善和快速的时候,自动驾驶离我们的生活将会越来越近。轮毂电机可以解决目前纯电动车暂时未能摆脱的车内空间占用,以及平移等难以想象的功能。在公共交通层面,动力输出强大的轮毂电机有助于提升运输效率。相信通过技术的发展,轮毂电机在体积、性能等方面将会有所优化。至于簧下质量的问题,连车都不愿意开了,还需要在意操控吗?

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