电动车轮毂电机及其电传动系统简析
轮毂电机技术
轮毂电机技术标题: 轮毂电机技术介绍：在汽车与电动车行业中，轮毂电机技术正逐渐成为主流。
将电机直接集成在车轮上，无需传动系统，可以提供更高的效率和灵活性。
本文将深入探讨轮毂电机技术的工作原理、优势和应用领域。
一、工作原理轮毂电机是一种将电机和车轮通过内置设计融合在一起的创新技术。
传统车辆使用发动机和传动系统将动力传输到车轮上，而轮毂电机则将电机直接安装在车轮内。
这种设计可以消除传统传动系统的能量损失，并提供更高效的动力传输。
轮毂电机主要由电动机、控制单元和传感器组成。
电动机通过控制单元接收来自车辆的指令，然后使用电力将车轮驱动起来。
传感器可以检测车轮转速和位置，并将这些信息传递给控制单元，以便控制电机的运行。
二、优势1. 提高车辆效率：轮毂电机可以实现更高效的动力传输，减少了传动系统的能量损失。
这一优势可以提高车辆的续航里程，并减少能源消耗。
2. 增加驾驶灵活性：由于电机直接集成在车轮上，轮毂电机可以实现精确的动力分配和控制。
这使得车辆更具有响应性和可操控性，提供更好的驾驶体验。
3. 提高安全性：传统的车辆设计中，发动机和传动系统集中在车辆前部，这可能导致碰撞时受到严重损坏。
相比之下，轮毂电机可以更好地分散动力，并将碰撞冲击分散到车辆的各个部位，提高车辆的安全性。
4. 减少零部件和维护成本：传统的发动机和传动系统需要大量的零部件，并需要定期维护和更换。
而轮毂电机通过将电机集成在轮毂内，减少了传统零部件的数量，降低了维护成本。
三、应用领域轮毂电机技术逐渐在各个领域中得到广泛应用。
以下是一些主要的应用领域：1. 电动汽车：轮毂电机是电动汽车的核心技术之一。
它提供了高效的动力传输和灵活的驾驶控制，有助于提高电动汽车的续航里程和性能。
2. 混合动力汽车：在混合动力汽车中，轮毂电机可以与传统燃油发动机配合使用。
通过电机的辅助，可以提供更高的动力输出和改善燃油经济性。
3. 自动驾驶技术：轮毂电机的精准动力控制和响应速度使其成为自动驾驶技术的重要组成部分。
浅谈新能源汽车轮毂电机
浅谈新能源汽车轮毂电机1. 引言1.1 新能源汽车轮毂电机的发展背景随着技术的进步和成本的不断降低，轮毂电机逐渐成为了新能源汽车的首选动力系统之一。
相比传统的中置电机，轮毂电机具有结构紧凑、高效率、省空间等优势，使得新能源汽车在驱动系统上有了更为灵活和多样化的选择。
在全球范围内，各大汽车制造商纷纷推出了搭载轮毂电机的新能源汽车，并不断推陈出新，不断改进和创新。
政府对新能源汽车的政策支持也促进了轮毂电机技术的发展和应用。
新能源汽车轮毂电机已经成为了未来汽车行业的重要发展方向，势必会对整个行业产生深远影响。
1.2 新能源汽车轮毂电机的作用新能源汽车轮毂电机作为新能源汽车的重要组成部分，扮演着至关重要的作用。
它是一种集成在汽车轮毂内部的电机，可以直接驱动车轮转动，从而实现汽车的动力传递。
其主要作用可以总结为以下几点：1. 提供动力：新能源汽车轮毂电机可以直接为车辆提供动力，无需传统燃油发动机通过传统传动系统传递动力，减少了动力传递过程中的能量损失。
2. 实现能量回收：新能源汽车轮毂电机可以通过回收制动能量或者车辆惯性能量，在制动或减速时将部分能量转化为电能储存起来，提高了能量利用效率，减小了能量浪费。
3. 提高驾驶体验：新能源汽车轮毂电机可以实现电动驱动的瞬间响应，提高了车辆的加速性能和驾驶灵活性，使驾驶体验更加舒适和操控更加精准。
4. 降低噪音和振动：新能源汽车轮毂电机相比传统发动机具有噪音和振动较小的优势，使车辆运行更加安静和平稳。
新能源汽车轮毂电机的作用不仅在于提供动力和改善驾驶体验，还在于提高能源利用效率和降低对环境的影响，是新能源汽车的核心技术之一。
2. 正文2.1 新能源汽车轮毂电机的工作原理新能源汽车轮毂电机的工作原理是通过电能转换成机械能，驱动车辆运动。
这种电机直接安装在轮毂内部，与车轮相连，可以直接驱动车轮旋转，避免了传统燃油车辆中的传动系统，减少了能量转换过程中的能量损耗。
新能源汽车轮毂电机通常采用永磁同步电机或感应电机作为核心部件，通过轮毂上的传感器检测车速和转动方向，控制电机转速来实现车辆的加速、减速和制动。
电动车轮毂电机及其电传动系统简析
电动车轮毂电机及其电传动系统简析电动车轮毂电机及其电传动系统是一种新型的电动车辆动力传动方式，将电机直接安装在车轮毂上，实现了电机、减速器和车轮的一体化设计。
相比于传统的中置电机传动方式，轮毂电机具有结构简单、体积小、重量轻、动力输出高效等优点，正逐渐成为电动车发展的趋势。
轮毂电机采用无刷直流电机或永磁同步电机技术，通过电子控制器控制电机的转动和电能输出。
轮毂电机的结构相对简单，主要由电机本体、减速器、传感器和控制器组成，电机本体由定子和转子组成，定子固定在车轮毂上，转子与车轮相连，实现动力传递。
轮毂电机的电传动系统由电机、电池组、控制器和传感器组成。
电机是整个系统的核心，负责将电能转化为机械能输出。
电池组则是提供电能的装置，一般采用锂电池或镍氢电池，通过电缆将电能传输给电机。
控制器是电动车系统的大脑，负责对电能传输和电机输出进行控制和调节。
传感器则用于监测电机的转速、转矩和温度等参数，向控制器提供数据，保证系统的安全运行。
轮毂电机的工作原理是通过电能的转化，将电能转化为机械能，从而驱动车辆行驶。
当电池组向电机输入电能时，电机的转子开始旋转，通过减速器将转速调整到适合车辆行驶的范围。
控制器可以实时对电机进行监控和调节，根据车辆的需求输出相应的电能，从而控制车辆的速度和动力输出。
轮毂电机采用直接驱动方式，没有传统的传动装置，减少了能量的损失，提高了电能利用率，使整个系统更加高效。
轮毂电机及其电传动系统具有很多优点。
首先，它的结构简单，减少了传动装置，减少了能量的损失和维护成本。
其次，体积小重量轻，可以提高车辆的通行能力和操控性，更适合城市交通环境。
最后，动力输出高效，可以提供更强的加速性能和爬坡能力，提升车辆的性能。
总之，轮毂电机及其电传动系统是一种新型的电动车辆动力传动方式，具有结构简单、体积小、重量轻、动力输出高效等优点。
随着科技的不断进步，轮毂电机将会在电动车领域得到更广泛的应用，并为人们的出行带来更多便利和舒适。
轮毂电机原理
轮毂电机原理
轮毂电机是一种集成在车辆轮毂内部的电动机。
它将电机直接安装在车轮轮毂内，使得传动系统更加紧凑、高效。
轮毂电机的运行原理可以简要描述如下：
1. 电力供应：轮毂电机通过电池组或其它电源，获取所需的直流电力供应。
通常采用锂电池或超级电容器作为电源，在性能和重量方面做出取舍。
2. 力转换和传输：电力输入到电机后，通过内部的电子控制器进行处理，将电能转化为力矩。
转化后的力矩通过电机内部的转子和轴传输到轮毂，带动车轮旋转。
3. 速度控制：电机控制器可以根据驾驶员的需求来调整电机的转速和扭矩输出。
通过控制电流和电压等参数，实现对车辆的加速、减速和制动操作。
这种控制手段通常与车辆的整体控制系统相结合。
4. 回馈和保护：轮毂电机通常会配备传感器来感知车轮的转速和位置信息。
这些信息可以帮助电机控制器更准确地控制驱动力。
同时，传感器还能够监测和检测电机的温度、电流和电压等参数，以确保电机的安全运行。
轮毂电机的工作原理可以提供紧凑且高效的动力系统，减少了传统车辆中的传动损失，提高了能源利用率。
此外，由于电机内部的密封性，轮毂电机还能够更好地应对恶劣的环境条件，
提高车辆的可靠性和耐久性。
总体而言，轮毂电机作为一种创新的动力技术，对未来的电动汽车发展具有重要的意义。
未来电驱动主力——轮毂电机驱动技术简介
动 ， 此 轮 毂 电 机 驱 动 也 就 派 上 了 大 用 场 。无 论 是 因
机相 同 ： 内转 子式 则 采 用 高 速 内 转子 电机 ， 备 而 配
固定传 动 比的减速 器 。为 获得 较高 的 功率 密度 ， 电
机 的 转 速 可 高 达 １ 转／ 。 着 更 为 紧 凑 的行 星 齿 万 秒 随
好地 解 决 了这个 问题 。除结 构 更 为简 单之 外 ． 采用
轮毂 电机驱 动 的车 辆可 以获得 更好 的空 间利用 率 ，
通用 、 田在 内的 国际汽 车 巨头也 都对 该 技术 有 所 丰 涉足 。目前 国 内也 有 自主 品牌 汽车 厂商开 始研发 此
项技术 ． ２ １ 在 ０ １年上 海车 展 展出 的瑞麒 Ｘ１ 程 电 增 动车就 采用 了轮毂 电机技 术 。
对 车辆 的操控 有所 影 响 。对 于普 通 民用 车辆 来 说 ，
常 常 用 一 些 相 对 轻 质 的 材 料 比 如 铝 合 金 来 制 作 悬 挂 的部 件 ， 以减 轻 簧 下 质 量 ， 升 悬 挂 的 响 应 速 度 。 提
可是 轮 毂 电机恰 好 较 大 幅度地 增 大 了弹 簧下 质量 ， 同时也 增加 了轮毂 的转 动 惯量 ． 对 于 车辆 的操 控 这 性能 是不利 的 。不过 考虑 到电 动车型 大多 限于代 步 而非 追求 动 力性 能 ， 一点 尚不是 最 大缺 陷 。② 电 这
特 点 就是 将 动 力 、传 动 和制 动 装 置 都 整合 到 轮 毂 内． 因此将 电动 车辆 的机械 部分 大 大简 化 。轮毂 电 机技 术并 非 新生 事 物 ， 在 １０ 早 ９ ０年 ， 时捷就 首 先 保 制造 出了前 轮装 备 轮毂 电机 的 电动 汽车 。在 ２ ０世 纪７ ０年 代 ，这一 技 术在 矿 山运输 车 等领 域得 到 应
电动汽车轮毂电机的特点
电动汽车轮毂电机的特点
1.一体化设计：电动汽车轮毂电机将电机与轮毂结构进行一体化设计，使得电机和传动系统组成紧凑的整体，减少了传动部件的数量和体积，提
高了整车的空间利用率。
2.高效能：电动汽车轮毂电机采用无需传动的直接驱动方式，无需通
过传动装置将电能转化为机械能，可以实现高效能的转换。
相比传统的内
燃机驱动系统，电动汽车轮毂电机的能量利用率更高，能够大幅度提高车
辆的瞬时加速性能。
3.节能环保：由于电动汽车轮毂电机无需借助传统的内燃机来驱动，
可以减少对石油资源的依赖，减少碳排放和污染物的排放，实现能源的可
持续利用。
同时，电动汽车轮毂电机在制动过程中可以通过回收制动能量
来充电，提高了整车能量利用效率。
4.简化传动系统：电动汽车轮毂电机无需传动装置，可实现全时四轮
驱动和电子差速的功能，简化了传动系统的结构。
同时，由于电动汽车轮
毂电机可以实现逐轮独立的控制，可以更灵活地调整每个轮子的扭矩分配，提高了车辆的操控性和稳定性。
5.噪音低：电动汽车轮毂电机的直接驱动方式使得车辆在行驶过程中
摩擦和机械噪音减少，车内噪声水平更低，提高了行车的舒适性。
6.维护成本低：电动汽车轮毂电机的结构相对简单，无需传统的润滑
油和传统发动机的维护保养，减少了维修成本和保养周期。
7.动力分配灵活：电动汽车轮毂电机可以实现轮子间的扭矩分配，可
以根据路况和驾驶需求对每个轮子的动力进行精确控制，提高了车辆的操
控性和稳定性。
8.制动能量回收：电动汽车轮毂电机可以在制动过程中向电池回收能量，提高了整车的能量利用效率，减少了对制动器的磨损，延长了制动器的使用寿命。
轮毂电机的原理与结构
轮毂电机的原理与结构一、轮毂电机的工作原理轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里，定子固定在轮胎上，转子固定在车轴上，一通电则定转子相对运动。
电子换相器(开关电路)根据位置传感器信号，控制定子绕组通电顺序和时间，产生旋转磁场，驱动转子旋转。
二、轮毂电机的结构1、定子铁心定子铁心是电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。
半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。
一般用于小型低压电机中。
半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。
所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。
2、定子绕组定子绕组是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。
由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内，保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘。
对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。
匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。
3、机座机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件，固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。
封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。
4、转子铁心三相异步电动机的转子铁心作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组，所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成。
硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组，通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。
一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机(转子直径在300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。
轮毂电机工作原理
轮毂电机工作原理
轮毂电机是一种将电能转换为机械能的装置，主要由电动机、减速器、轮毂和轮胎组成。
其工作原理如下：
1. 电源供电：轮毂电机通过电源供电，将直流电能输入到电动机。
2. 电动机转动：电动机接收电能后，通过通电产生的磁场作用，将电能转换为旋转力。
电动机内部的定子和转子之间的磁场相互作用，使得电动机开始旋转。
3. 减速器装置：为了能够提供足够的扭矩和牵引力，轮毂电机通常配备了减速器装置。
减速器会减少电动机输出的转速，并增加扭矩，以适应车辆的行驶需求。
4. 动力传输到轮胎：电动机旋转后，通过减速器将动力传输到轮毂上，轮毂直接与轮胎相连。
受到电动机力的作用，轮毂开始旋转，从而驱动车辆前进。
轮毂电机具有结构紧凑、高效率、响应快等优点，因此在电动车辆和混动车辆中得到广泛应用。
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电动车轮毂电机及其电传动系统简析
雷王宏永济电机厂
内容摘要：介绍了美国德莱赛公司170D电动车（电动轮卡车）的电传动系统，并对其轮毂电机、谐波同步发电机这两个大部件的结构特点作了简要分析。
关键词：电动车轮毂电机发电机 EV
一、前言
目前，在我国山西平朔安太堡露天煤矿，因其特殊的作业形式，煤的运输周转是使用大吨位运煤装卸卡车，这些卡车为进口美国德莱赛公司的电动车（型号有170D等几种），载重量达150吨，时速最高可达30公里/小时，这在我国目前还是独一无二。
电动轮卡车外形像一辆大翻斗汽车，其牵引传动控制系统与一般内燃机车的有很大相似之处，但又有特殊性，特别是其特有的电动轮胎别具特色，笔者在此结合对776电动轮大修中遇到的部分零部件实物，并结合对搜集的一些零散外文资料的阅读和规整，对它们作以简要系统的介绍，以供同行共同探讨。
二、传动控制系统
1.系统分析
整个车的动力来源为燃油发动机，主要有美国的卡特发动机、康明斯发动机等几种型号。
我们以170D车为例，其装配的传动控制系统均为美国GE公司的配套装置，有关发动机、发电机、电动轮，整流控制柜等的布置示意图如下：
系统硬件布置示意图
1----发动机 2----发电机 3----整流及控制柜
4---- 电阻制动柜 5----电动轮 6----风机
由示意图可见，发动机---同步发电机机组安装在司机室下方，维修时可整体由卡车前方出入，电动轮分别安装在翻斗下方左右两侧，司机室的后面是电气控制柜。
实际上，在翻斗下方的中部还安装有液压系统，液压泵在中间，其两侧为油箱，液压系统主要是控制翻斗箱的起落，在此不予赘述。
卡车制停时，司机可通过脚踏板控制刹车盘，其安装在电动轮换向器端（结构示意图见后），同时也可借助电阻制动协助卡车制停。
卡车的快慢是司机通过脚踏板控制发动机油门，调节发动机转速，进而调节发电机电压，最终调节电动轮转速（原理见后），进而间接控制车速。
2.传动系统原理图
原理示意图如下：
其中：ALF------------同步发电机 RD--------不控整流桥
AFSE----------可控整流桥 MFSE-----可控整流桥
M1、M2------电动轮电机 BM---------风机电机
RG1、RG2---制动电阻 REV--------方向开关
由上图可知，两个直流电动机为串联联接，这与进口8K车牵引电机、上海地铁1号线地铁207KW牵引电机的使用有
些相似之处，属于西欧80年代末期的先进技术。
其优点是：相对两台电机并联说，无论轮胎外径有偏差，还是两台电机特性有差别，均可得以补偿，使得两台电机的力矩接近，从而充分发挥牵引粘着力。
当然，其缺点是易于发生空转，这需要通过灵敏的电子防空转进行检测预防。
两个电动轮均为他励运转。
发电机主绕组经过不控整流桥RD为电动轮主回路提供电源。
谐波绕组T13-T14经过单相可控整流桥AFSE整流后为自身励磁。
谐波绕组T15-T16经过单相可控整桥MFSE整流后为电动轮他励绕组供电。
卡车的前进后退，是通过操作开关REV，改变电动轮两端电压方向，进而改变电动轮转向，最终达到控制卡车方向。
风机BM是在电阻制动工况下借助电阻箱的电压降运转，以冷却制动电阻，控制设计上与机车一样，也有延时继电器。
两个可控整流桥的控制信号来自电动轮转速、回路电流、过载信号等等，主要是一方面实现安全保护，另一方面实现电动轮恒功运行。
三、同步发电机
为170D车配套的发电机型号为GTA22，该电机是5GT系列（有5GTA15、5GTA18、5GTA24等等）电机中与众不同的一种发电机，其独特之处是采用3次谐波励磁。
1、有关技术参数如下：
额定电压1000V
最高电压1200V
额定转速1875rpm
最高转速 2520rpm
相数 m=3
极数2p=8
主绕组联接形式Y形
额定励磁电流85A
谐波绕组T13－T14电压 165～175V
谐波绕组T15－T16电压 238～250V
整机质量 3000kg
2、结构参数槽数Z=72
主绕组节距y=1～9
谐波绕组节距 y=1～3
主绕组每相并联支路数 a=8
谐波绕组每相并联支路数 a=1
3、结构简介
该电机转子磁极为T尾固定装配，该电机定子里有三套绕组，主绕组和两套辅助绕组。
主绕组为双层迭绕组，辅助绕组采用3次谐波绕组，绕组为单层绕组。
每组谐波绕组由32根槽导体串联而成，槽导体采用罗贝尔线棒绕成（即换位线圈），这主要是用以解决高频电流产生的集肤效应，通过槽内导线换位使导线中的环流得以削弱，减少损耗。
采用谐波绕组的好处是：省掉一台励磁机，可节省空间，降低制造
成本，同时减少了维修量；其次，就整流方式提供直流电源而言，相对的直流脉动量很小；另外，利用可控整流桥可方便的实现各种控制需求。
四、电动轮牵引电机
GE776电动轮产品系列中共有120多种型号规格，其代号格式举例说明如下：
5GE776-E-2A
设计序号（如2、2A、2B、3、3A等）
型号（如A、B、C、AS、BS、CS等）
产品种类（如5GE776、5GE787、5GE788等）
目前，在我们大修的主要为5GE776KS1A。
电动轮有串励和他励两种，170D车使用他励型电动轮电机。
1、主要技术参数如下：
额定电压 500V
最高电压 1000V
牵引工况转子最大电流 1000A
制动工况转子最大电流 1320A
极数 4
每排电刷数量 3
电刷型号 GE公司T900型
电机质量 7000kg
典型工况参数：
电压电流转速励磁电流
350V 900A 694rpm 230A
800V 394A 2750rpm 60A
2、结构介绍
1----- 齿轮罩 2------转子 3------ 太阳轮 4-----行星大齿轮
5----- 轴承 6------行星小齿轮 7------ 车盘 8----- 螺钉
9――轴承 10――轮毂轴承 11――磁极装配 12――制动盘13――机座 14――轮毂 15――轮胎 16――扭力管如上边示意图所示，电动轮转子为双轴伸，左端套有太阳轮，右端
套有制动盘，其联接方式均为花键联接。
电动轮的转子通过太阳轮啮合行星大齿轮，行星大齿轮与行星小齿
轮为同轴装配，行星小齿轮啮合扭力管（为内齿齿轮），扭力管与轮毂为螺钉联接，这样，轮毂就带动轮胎转动，轮毂通过轮毂轴承装配在机座外周，机座通过螺钉8与车盘7联接。
由图可见，电动轮机座固定到翻斗箱下部的车盘上后，呈悬臂梁结构。
从大修情况看，轮毂轴承不同程度有磨损现象，一般直径方向尺寸磨损在0.2～0.6不等，通过涂镀或焊修进行修复。
而大修故障中，故障较多的是转轴太阳轮端花键位置尺寸变小，往往是换轴。
此外，换向器尺寸磨损超限度、电枢线圈烧损较多，行星齿轮更换也不少。
五、结束语
170D电动轮自卸卡车就是一台功能较完整的内燃机电传动系统，这种系统功能移植在卡车上很值得我们学习，目前国内湘潭电机厂已开始这种卡车的部分国产化生产，我厂在776电动轮转子、主极线圈制造等方面已经实现国产化，完全可以与进口产品互换。
参考文献：
[1]2.MOTORIZED WHEEL DRIVE SYSTEMS（GE公司）
[2]连级三，《电力牵引控制系统》。