轮毂驱动技术可称之为车轮内装动力装置技术或者称之为轮毂电机驱动技术,也就是将电机和制动系统等都整合到轮毂内,省去了传统燃油车的传动轴,变速箱、差速器等机械结构,因而整体结构、驱动性能,综合效率,续航里程等优于任何形式的驱动结构。
轮毂驱动中电机的最高转速一般在1200rpm~1500rpm,没有减速装置,车轮的转速与电机相同,其优点主要体现在以下几点方面:
(1)省略大量传动部件,让车辆结构更简单;
对于轮毂驱动来讲,其结构简单,还可以获得更好的空间利用率,同时传动效率也高,也可有利于电池包的布置,使车辆底盘结构更加简单。
(2)可实现多种复杂的驱动方式;
轮毂驱动无论是前驱、后驱还是四驱形式它都可以能轻松实现,因为轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,与此同时轮毂电机也可通过左右轮的不同转速甚至反转实现差速转向和原地调头的功能,减小车辆的转弯半径。
(3)便于多种新能源汽车的采用等。
适合多种新能源汽车的使用,如纯电动、混合动力等的车辆。
a) b) c)
(a)前驱结构、(b)后驱结构、(c)四驱结构
从上述轮毂驱动简图中可以看出,每个车轮内部只要安装一台电机和制动系统,没有其它复杂的机构,这就较现行的集中驱动技术简化很多,这也必然将成为新能源汽车驱动技术的“终极解决方案”。
轮毂驱动技术的存在至今已有百年历史,既然拥有这么悠久的历史也拥有这么多的优点,为什么至今国内外相关企业和研究机构都还处于研发和试验阶段,仅有少部分产品在大巴车上得到应用,还没有实现量产呢?这还是要从轮毂驱动装置本身说起,主要是有以下几点困难还没法真正的克服:
(1)增大簧下质量和轮毂的转动惯量,对车辆的操控有所影响
簧下质量量一般包括车轮、弹簧、减震器以及其它相关部件等,而簧上质量自然就是车辆剩余部分质量,一般包括车架底盘,驾乘人员等。由于这些都是车辆专业术语在些不多加说明,只有记住一句话即可:增加簧下质量,对于车辆的舒适性和操控性都是极为不利的。因此,轮毂驱动装置的轻量化是需要解决的问题之一。
(2)轮毂驱动的冷却技术,对其使用寿命有很大的影响
车辆经过长时间的行驶或者遇到低速爬坡的时候,电机的发热会是非常大的,此时电机又是安装在狭小的轮毂内部而且又是封闭式安装,这又进一步缩小了轮毂电机的散热空间,从而容易出现冷却不足导致电机过热损坏的问题。
(3)制动容量小,制动热量高,很难满足车辆制动性能要求
由于轮毂电机属于电磁制动范畴,所以其制动容量性能较小,一般都要附加机械制动系统,但由于空间有限,设计困难。
就算附加机械制动设计可行,车辆在降速过程中制动又会产生大量的热量,而电机本身的发热量较大,加之簧下质量的增加,其发热总量会更大且此热量直接是作用于轮毂电机本身的,因此散热对于轮毂电机来说是最急需解决的问题。
综合上述轮毂驱动技术的优缺点,不难发现作为“终极方案“的轮毂电机还是有相当长的一段路要走,只有解决了根本上的难题才能实现其重要的价值,颠覆现有的集中驱动技术。
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