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輪驅(qū)動電動汽車不僅取消了發(fā)動機、離合器、變速器、傳動軸等裝置,而且在輪輞內(nèi)部安裝了輪轂電機,導致簧上質(zhì)量減少,簧下質(zhì)量大幅增加。新能源汽車現(xiàn)已成為汽車行業(yè)的一個前瞻性領域,新能源汽車的驅(qū)動技術與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車有較大不同。其中,一類驅(qū)動技術具有很大的發(fā)展前景,那就是輪轂電機技術。文獻提出了輪轂電機、輪輞、輪轂等部件的一體化設計方法,以達到提高車輛垂直動態(tài)性能的目的。
從研究角度來看,輪轂電機讓人們對未來驅(qū)動技術的發(fā)展非常樂觀。但由于成本較高,輪轂電機驅(qū)動技術目前還無法實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應用。開發(fā)抗沖擊和振動的永磁材料以更大程度地抑制永磁輪轂電機的退磁是未來研究的重點。新能源乘用車電機裝機量主導行業(yè); ?永磁同步電機是行業(yè)發(fā)展的主力軍; ?從新能源汽車電機裝機量來看,目前比亞迪、北汽新能源等新能源汽車廠商仍是主要參與者。
目前輪轂電機冷卻系統(tǒng)還不夠完善。開發(fā)合適的輪轂電機冷卻系統(tǒng),通過風冷、水冷等方式分別對轉(zhuǎn)子和定子進行冷卻,避免永磁材料退磁。由于輪轂電機驅(qū)動技術增加了車輛動力系統(tǒng)布局的靈活性,可以通過獨立控制不同車輪的速度、驅(qū)動或制動扭矩,以及車輪的扭矩響應速度和響應精度來控制電動汽車的底盤。輪轂電機對于提高車輛行駛穩(wěn)定性具有重要影響。帶輪子的驅(qū)動裝置,包含薄型高扭矩無刷電機和薄型減速器。
為了提高輪轂驅(qū)動電動汽車的舒適性,需要想辦法解決車輛垂直振動的負面影響。赫雷扎克等人。設計了盤式輪轂電機,將電機定子質(zhì)量轉(zhuǎn)換為車輛簧上質(zhì)量,實現(xiàn)簧下質(zhì)量的傳遞。奧哈斯A 等人。研究采用不同類型的懸架來解決不同輪轂電機驅(qū)動扭矩下車輛平順性和運行穩(wěn)定性的惡化問題,探討輪驅(qū)動電動汽車的動力性、安全性和舒適性之間的關系。
輪轂驅(qū)動電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)由輪轂電機、制動器、輪輞、輪轂、輪胎、變速器和軸承等組成。通過尺寸優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新材料選擇等方法,可以實現(xiàn)各部件的輕量化。電動汽車的運行工況復雜多變。輪轂電機安裝在較窄的車輪內(nèi),容易出現(xiàn)電機冷卻不足和過熱的情況。
譚D 等人。應用麥克斯韋應力張量法推導了輪轂電機電磁力的解析表達式,并將其代入車輛懸架動力學方程,計算了電磁復合激勵下的懸架振動響應特性。得到的定子和轉(zhuǎn)子在時變偏心率下的相對位移量的時域和頻域響應如下圖所示。此外,永磁同步電機除了高功率密度、高扭矩密度和高效率外,還具有獨特的弱磁擴展能力。永磁同步電機越來越多地應用于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中。
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