电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势
2023年轮毂电机行业市场分析现状
2023年轮毂电机行业市场分析现状轮毂电机是一种将电机和轮毂结合起来的设备，能够直接驱动车辆前进。
随着电动汽车的兴起，轮毂电机作为其关键组件之一，市场需求也越来越大。
下面将从市场规模、市场竞争和市场前景三个方面对轮毂电机行业进行现状分析。
市场规模：随着汽车工业的发展，电动汽车市场呈现爆发式的增长。
根据国内外的研究机构数据显示，未来几年内全球电动汽车保有量将呈现爆发式增长，预计到2025年，全球电动汽车销量将超过3000万辆。
这将直接拉动轮毂电机市场的需求，预计市场规模将继续扩大。
市场竞争：目前，轮毂电机市场竞争激烈，主要竞争对手包括仁科、MAGE、MITSUNAGA等国内外企业。
这些企业拥有丰富的技术积累和研发能力，并与多家汽车制造商建立了战略合作关系。
另外，一些传统汽车零部件企业也正在加大对轮毂电机领域的投入。
市场竞争将不断加剧，企业需要不断提升技术水平，降低成本，提高产品质量，以在激烈的竞争中占据一席之地。
市场前景：由于电动汽车市场的快速增长，轮毂电机市场具有广阔的前景。
随着电力电子技术的进一步发展和国内外政府对电动汽车的支持政策，轮毂电机技术和产业链上游的电力电子技术也将得到进一步发展。
未来，轮毂电机将变得更加智能化、高效化和轻量化，以满足电动汽车对能源消耗、驾驶舒适性和环保性能方面的要求。
此外，轮毂电机还将逐渐应用于其他领域，如无人驾驶车辆、物流机器人等，市场前景十分广阔。
综上所述，轮毂电机行业作为电动汽车的关键组件之一，市场需求不断增加。
随着电动汽车市场的快速发展，轮毂电机行业具有广阔的市场前景。
但是，市场竞争也非常激烈，企业需要不断提升技术和产品质量，以在市场竞争中占据优势地位。
未来，随着技术的进一步发展和应用场景的扩展，轮毂电机行业将迎来更加广阔的发展机遇。
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。
电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势
电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动车作为一种环保、节能的交通工具，受到了越来越多的关注和推广。
作为电动车的核心部件之一，轮毂电机的研究与发展对于提升电动车的性能和推动电动车产业的发展具有重要意义。
本文将对电动车用轮毂电机的研究现状进行全面分析，探讨其发展趋势，以期为电动车轮毂电机的设计、制造和应用提供有益的参考。
本文将回顾轮毂电机的发展历程，阐述其在电动车领域的应用背景和优势。
将重点分析当前轮毂电机的研究现状，包括其结构特点、性能表现、控制策略等方面，同时探讨轮毂电机在电动车应用中所面临的主要问题和挑战。
在此基础上，本文将展望轮毂电机的发展趋势，预测未来可能的技术创新和应用前景。
本文将总结轮毂电机研究的重要意义，强调其在推动电动车产业发展中的关键作用，并提出相应的建议和展望。
通过本文的阐述，读者可以全面了解电动车用轮毂电机的研究现状和发展趋势，为相关领域的研究和应用提供有益的参考和启示。
二、轮毂电机技术概述轮毂电机，又称为车轮内装电机，是一种将驱动电机直接集成在车轮轮毂中的新型驱动方式。
这种技术打破了传统车辆驱动方式，实现了从发动机到车轮的直接动力传输，省去了中间的传动轴、差速器等复杂机械结构，从而大幅度提高了能源利用效率和系统可靠性。
轮毂电机的核心优势在于其结构紧凑、重量轻、传动效率高以及响应速度快。
由于电机直接驱动车轮，无需经过多级的减速机构，因此能量损失小，动力传输效率可达90%以上。
由于去除了传统驱动系统中的许多机械部件，整车的重量也得以显著降低，这对于电动车来说尤为重要，因为它直接关系到车辆的续航里程。
轮毂电机的另一个显著特点是其优秀的操控性能。
由于每个车轮都可以独立控制，因此可以实现更为精确的操控和更高级别的车辆动态控制策略，如直接横摆力矩控制、独立车轮扭矩控制等，这些都有助于提高车辆的行驶稳定性和安全性。
然而，轮毂电机技术也面临一些挑战。
浅谈新能源汽车轮毂电机
浅谈新能源汽车轮毂电机一、轮毂电机的工作原理新能源汽车轮毂电机是指将电机集成于车轮轴承内的一种电动机，它通过电能转换为机械能，从而驱动车辆运行。
轮毂电机是新能源汽车动力传动系统的重要组成部分，其工作原理与普通电动机基本相同，都是利用电磁感应原理完成电能转换的过程。
轮毂电机通过电磁场的变化，使得电能转化为机械能，从而带动车轮转动，推动汽车前行。
二、轮毂电机的特点1. 高效节能：相比传统内燃机汽车，新能源汽车轮毂电机具有高效节能的特点，能够将电能转化为机械能的效率更高，从而降低能源消耗和减少尾气排放。
2. 空间利用率高：由于轮毂电机集成于车轮轴承内，无需额外的传动装置，因此可以更充分地利用车辆空间，使得整车结构更加紧凑。
3. 响应速度快：轮毂电机具有响应速度快的特点，能够在瞬间提供足够的扭矩输出，使得车辆动力性能更加优越。
4. 增强安全性：由于轮毂电机的集成布局，能够实现四驱独立控制，从而提高了车辆的稳定性和操控性，增强了行车安全性。
5. 带来静音舒适的驾驶体验：轮毂电机无需传动装置，不存在传统内燃机汽车的变速箱、离合器等零部件，从而减少了噪音和振动，带来更加静音舒适的驾驶体验。
三、轮毂电机的发展趋势1. 高性能化：未来新能源汽车轮毂电机将朝着高性能化的方向发展，提高功率密度和效率，以满足更高的动力需求。
2. 集成化：随着技术的不断进步，轮毂电机将更趋向于集成化设计，减少体积和重量，从而使得整车的能耗降低，续航里程得到提升。
3. 智能化：未来轮毂电机将实现智能控制，实现车辆动力系统的智能化管理，提高能量的利用效率和续航里程。
4. 可靠性提升：轮毂电机所处的工作环境较为恶劣，对电机的可靠性要求较高。
未来轮毂电机将在材料、工艺和设计等方面进行优化，提高其可靠性和寿命。
新能源汽车轮毂电机作为新能源汽车的重要核心部件，具有很高的发展潜力。
随着新能源汽车产业的不断发展，轮毂电机的技术水平将不断提高，其在推动新能源汽车革命、提高车辆性能和驾驶体验方面将发挥着越来越重要的作用。
2023年轮毂电机行业发展现状：市场增长潜力巨大
2023年轮毂电机行业发展现状：市场增长潜力巨大网讯，轮毂电机主要应用在纯电动新能源车辆市场，随着新能源汽车市场渗透率不断不断提升也拉动着轮毂电机行业的进展。
轮毂电机技术的不断优化应用领域也不断拓宽。
下是2023年轮毂电机行业进展现状。
轮毂电机市场应用领域不断扩大轮毂电机是将车的动力系统、传动系统和刹车系统集成在一起的电机，具有简化传动部件、车辆结构，实现多种驱动方式等优点，但也存在着重量大、成本高、效率低等劣势。
目前轮毂电机行业正在进一步提升技术，主要应用于电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轮椅、电动滑板车、高尔夫球车和大型矿用自卸车等领域。
轮毂电机行业进展现状从技术进展来看，轮毂电机在天津市天海集团有限公司、湖北泰特机电有限公司等重点企业的带动下，正在从特种车辆和电动自行车领域向民用领域的商用车、乘用车扩展，车辆领域的电气化、智能化方向进展有利于轮毂电机应用的进展，目前轮毂电机在物流车、客车、公交车逐步开头大量应用。
轮毂电机行业市场进展前景目前，轮毂电机在军工领域(包含军用、航天等)运载车场景应用较为成熟，市场需求相对固定，但总体市场需求量很小，估计将来不会消失较大变化;而在电动二轮车、平衡车等场景，轮毂电机技术与产品优势也已经得到充分验证，市场需求量大，将来该领域市场规模将有明显增长。
随着轮毂电机技术讨论不断深化，以及新能源汽车、移动互联网、人工智能、无人驾驶等关联产业技术不断进展，轮毂电机在乘用车和商用车领域的优势也会渐渐显现。
在相关技术牢靠性得到充分验证后，估计轮毂电机将首先在环卫工程车、大马力重型工程车等商用车场景领先实现规模化量产与应用，随后渐渐扩展到技术标注要求更高、市场更大的乘用车领域。
轮毂电机行业进展现状估计到2025年，我国轮毂电机在新能源汽车领域(含乘用车与商用车)市场渗透率估计将达到10%左右，市场需求潜力巨大，更具有市场进入价值。
总体看来轮毂电机在军工领域的进展比较成熟，小型轮毂电机市场已经基本成熟。
浅谈新能源汽车轮毂电机
浅谈新能源汽车轮毂电机新能源汽车轮毂电机是指将电动机集成在车轮轴上，成为车轮组件的一部分，用于驱动车辆。
随着新能源汽车的发展和普及，轮毂电机作为其中一项重要的技术创新，受到了越来越多的关注和重视。
本文将就新能源汽车轮毂电机的原理、优势和发展前景进行探讨。
一、轮毂电机的原理轮毂电机是通过电动机直接与车轮相连，将电能转换为机械能以驱动车辆前进。
与传统的内燃机车辆相比，轮毂电机大大简化了传动系统的结构，减少了能量转换过程中的能量损失，提高了车辆的能效。
轮毂电机与传统中置电机相比有着更高的工作效率，更快的响应速度和更为精准的控制性能。
轮毂电机还能够实现电机轴线与车轮轴线一体化，使得整个驱动系统更加紧凑，同时降低了车辆的整体重量，提高了悬挂系统的舒适性和稳定性。
2. 增强动力性能轮毂电机的响应速度更快，通过电子控制系统可以实现更为精准的动力输出，提高了车辆的加速性能和通过性能。
3. 经济节能由于轮毂电机的工作效率更高，通过能量回收和再利用技术，可以实现更低的能耗和更长的续航里程。
4. 减少零部件轮毂电机将传统的发动机、变速箱、传动轴等零部件整合在一起，简化了车辆的传动系统结构，减少了维护成本和故障率。
5. 提高安全性轮毂电机使得车辆的动力输出更加稳定和精确，降低了驾驶人员在操作车辆时的不确定性，提高了驾驶安全性。
三、轮毂电机的发展前景随着新能源汽车的不断发展和技术进步，轮毂电机作为其中一项重要的技术创新，具有广阔的发展前景。
随着新能源汽车市场的不断扩大，轮毂电机作为提高车辆性能和能效的重要手段，将会受到越来越多的应用和推广。
尤其是在新能源汽车高端市场和运动型车辆领域，轮毂电机的应用将成为必然趋势。
随着轮毂电机技术的不断成熟和突破，其成本将逐渐下降，性能将不断提升，包括功率密度、制动能量回收等方面都将有所改善，从而更好地满足新能源汽车的要求。
随着智能网联汽车以及自动驾驶技术的不断发展，轮毂电机的应用将更加广泛。
轮毂驱动技术调研报告
轮毂驱动技术调研报告一、引言轮毂驱动技术是一种能够将动力直接传递到车轮上的驱动系统。
相比于传统的传动轴驱动系统，轮毂驱动技术在结构设计、减震效果、能源利用率和性能表现等方面具有独特的优势。
本调研报告旨在对轮毂驱动技术进行深入调研，分析其发展现状和未来趋势。
二、发展现状1. 车辆类型：目前，轮毂驱动技术主要应用于电动汽车、混合动力汽车和四轮驱动SUV等车辆类型。
其中，电动汽车是轮毂驱动技术的主要应用领域，其采用电动机直接安装在车轮上，使得整车无需传动轴和传统的变速器。
2. 技术原理：轮毂驱动技术通过在车轮上直接安装电动机或驱动器，使得驱动动力可以直接传递至车轮，从而实现车辆的动力输出。
其优点在于减少传动系统的能量损失、提高动力响应速度以及实现更高的能源利用效率。
3. 系统设计：现有的轮毂驱动系统主要包括安装在车轮上的电动机或驱动器、电池组以及控制系统等组件。
电动机通常采用无刷直流电机或永磁同步电机，其功率和尺寸根据车辆需求进行选择。
电池组是为电动机提供能量的核心部件，其容量和性能直接影响车辆的续航里程和动力输出。
4. 优势与挑战：轮毂驱动技术具有以下优势：简化传动系统、提高能源利用效率、增加车辆的灵活性和稳定性。
然而，该技术也面临着一些挑战，如系统重量增加、制动和悬挂系统的优化、成本控制等。
三、未来趋势1. 智能化：随着智能驾驶技术的发展，轮毂驱动技术将与车辆控制系统相结合，实现更智能的驾驶模式和车辆动力管理。
2. 轻量化：为了提高车辆的整体燃油效率和运行性能，轮毂驱动系统将向轻量化设计方向发展，采用更先进的材料和制造工艺。
3. 高效能电动机：随着电动机技术的不断进步，轮毂驱动系统将采用更高效、轻量化且可靠性更高的电动机，以提高系统的功率输出和能源利用效率。
四、结论轮毂驱动技术作为一种创新的驱动技术，具有简化传动系统、提高能源利用效率、增加车辆灵活性等优势。
随着技术的不断发展和成熟，轮毂驱动技术的应用前景将会越来越广阔。
2024年轮毂电机市场分析现状
2024年轮毂电机市场分析现状引言轮毂电机作为一种新兴的智能汽车动力传动技术，具有高效、节能、环保等优势，在汽车行业中得到了广泛的应用和重视。
本文将对轮毂电机市场的现状进行分析，并探讨未来的发展趋势。
市场规模随着智能出行的需求不断增加，轮毂电机市场的规模也在迅速扩大。
根据市场研究数据显示，截至2020年，全球轮毂电机市场规模已经超过XX亿美元，并预计在未来几年内将保持持续增长。
市场驱动因素环保政策推动随着全球对环境保护的关注度不断提升，各国纷纷出台了一系列的环保政策，鼓励使用节能环保的新能源车辆。
轮毂电机作为一种高效、环保的动力传动技术，受到了政府的大力支持，推动了市场的发展。
电动车销量增长电动车作为轮毂电机的主要应用领域，近年来取得了显著的销量增长。
随着电动车销量的增加，轮毂电机市场也获得了更多的机会和发展空间。
技术进步推动随着科技的不断进步，轮毂电机的性能不断提升，成本不断降低。
高效的轮毂电机能够满足汽车轻量化、高效能源利用的需求，因而受到了市场的青睐。
市场竞争格局目前，全球轮毂电机市场存在着较多的竞争企业，主要包括国内外知名汽车厂商和专业电机供应商。
竞争主要体现在产品性能、价格、服务等方面。
在产品性能方面，制造商不断进行技术创新，力求提高电机的功率输出、能量转换效率等关键指标。
同时，还注重产品的可靠性和安全性，满足用户的多样化需求。
在价格方面，由于市场竞争激烈，制造商们不断降低产品价格，以争夺更多的市场份额。
价格下降使得轮毂电机逐渐成为可接受的替代传统汽车动力传动系统的选项。
在服务方面，制造商提供全方位的售前售后服务，包括技术支持、维修保养等，以提高用户的满意度和忠诚度。
市场挑战与机遇挑战1.技术挑战：轮毂电机技术仍处于发展初期，需要进一步提高功率密度、能量转换效率等关键技术指标。
2.市场竞争激烈：目前市场上存在较多的竞争企业，产品同质化现象严重，制造商需要不断创新来脱颖而出。
3.成本压力：轮毂电机的制造成本较高，需要进一步降低成本，提高性价比。
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电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势褚文强, 辜承林(华中科技大学电气与电子工程学院,湖北武汉 430074) 摘 要:介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,比较了各种电动汽车用电机的基本性能。
阐述了轮毂电机的不同驱动方式及其国内外研究与应用现状。
无位置传感器控制技术、转矩脉动的抑制、弱磁扩速、电机本体的设计及永磁材料等将是今后轮毂电机的研究热点。
关键词:电动汽车;驱动系统;轮毂电机中图分类号:T M384∶U469.72 文献标识码:A 文章编号:167326540(2007)0420001205Appli ca ti on St a tus and D evelop i n g Tend of I n2W heelM otors Used for Electr i c Auto m ob ileCHU W en2qiang, G U Cheng2lin(College of Electrical and Electr onic Engineering,Huazhong University ofScience and Technol ogy,W uhan430074,China) Abstract:The advantages of in2wheel mot or compared with the driving syste m of traditi onal mot ors are de2 scribed.Then t w o different driving methods and their app licati on status at home and abr oad are intr oduced.The qual2 itative analysis of several kinds of typ ical driving mot or is made next.Their perf or mances are compared and their ad2 vantages/disadvantages are als o point out.Finally the devel op ing trend of wheeled mot or technol ogy is p resented.Key words:electr i c auto m ob ile;dr i v i n g syste m;i n2wheel m otor0 概 述 早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。
该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。
近年来,随着电动汽车的兴起,轮毂电机重新引起了重视。
轮毂电机驱动系统的布置非常灵活,可以使电动汽车成为两个前轮驱动、两个后轮驱动或四轮驱动。
与内燃机汽车和单电机集中驱动电动汽车相比,使用轮毂电机驱动系统的汽车具有以下几方面优势:(1)动力控制由硬连接改为软连接型式。
通过电子线控技术,实现各电动轮从零到最大速度的无级变速和各电动轮间的差速要求,从而省略了传统汽车所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等,使驱动系统和整车结构简洁,有效可利用空间大,传动效率提高。
(2)各电动轮的驱动力直接独立可控,使其动力学控制更为灵活、方便;能合理控制各电动轮的驱动力,从而提高恶劣路面条件下的行驶性能。
(3)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。
(4)底架结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。
若能将底架承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化,从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。
(5)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导入线控四轮转向技术(4W S),实现车辆转向行驶高性能化,可有效减小转向半径,甚至实现零转向半径,大大增加了转向灵便性。
1 驱动系统1.1 驱动方式 轮毂电机的驱动方式可以分为减速驱动和直接驱动两大类[1]。
在减速驱动方式下(见图1),电机一般在高—1—速下运行,而且对电机的其他性能没有特殊要求,因此可选用普通的内转子电机。
减速机构放置在电机和车轮之间,起减速和增加转矩的作用。
减速驱动的优点是:电机运行在高转速下,具有较高的比功率和效率;体积小、重量轻,通过齿轮增力后,扭矩大、爬坡性能好;能保证在汽车低速运行时获得较大的平稳转矩。
不足之处是:难以实现液态润滑,齿轮磨损较快、使用寿命短,不易散热,噪声偏大。
减速驱动方式适用于丘陵或山区,以及要求过载能力较大、旅游健身等场合[2]。
图1 减速驱动示意图 在直接驱动方式下(见图2),电机多采用外转子(即直接将转子安装在轮辋上)。
为了使汽车能顺利起步,要求电机在低速时能提供大的转矩。
此外,为了使汽车能够有较好的动力性,电机需具有较宽的调速范围。
直接驱动的优点有:不需要减速机构,不但使得整个驱动轮结构更加简单、紧凑,轴向尺寸也减小,而且效率进一步提高,响应速度也变快。
其缺点是:起步、顶风或爬坡等图2 直接驱动示意图承载大扭矩时需大电流,易损坏电池和永磁体;电机效率峰值区域很小,负载电流超过一定值后效率急剧下降。
此方式适用于平路或负载较轻的场合[2]。
1.2 电机类型 要使电动汽车有较好的使用性能,驱动电机应具有较宽的调速范围、较高的转速、足够大的起动扭矩,以及体积小、重量轻、效率高,并具有强动态制动和能量回馈等特性[5]。
目前,电动汽车用电动机主要有异步电动机(I M )、永磁无刷电动机(P MBL M )和开关磁阻电动机(SR M )、横向磁场电机(TFP M )等四类[5]。
1.2.1 异步电动机 异步电机在四类电机中发展历史最为长久,其设计、制造以及控制技术都相对成熟,且具有结构简单、制造容易、低费用、高可靠性等优点,受到欧美国家的青睐。
但此类电机也存在一些缺点:效率不高(特别是在低速时),功率密度一般;是一个强偶合、多变量、非线性的系统,需采用矢量控制和直接转矩等控制手段,控制成本较高。
1.2.2 永磁无刷电动机 与其他电机相比,永磁无刷电机具有功率密度高、效率高、体积小、结构简单、输出转矩大、可控性好、可靠性高、噪声低等一系列优点,在电动汽车领域颇受青睐。
日本绝大多数电动汽车采用永磁无刷电机驱动系统。
其缺点是:因受永磁材料的限制,目前最大电机功率也只有几十千瓦;其次,永磁转子的励磁无法调节,导致电机调速困难,调速范围不宽。
1.2.3 开关磁阻电动机 开关磁阻电机是近20年才发展起来的一种新型调速电机,具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。
但其缺点也很多:转矩存在较大波动,振动大,噪声大;系统非线性,建模困难,控制成本高;功率密度低等。
1.2.4 横向磁场电机 横向磁场电机最早是由德国著名电机专家H.W eh 于上世纪80年代末提出,并将之使用到电力舰船、电动汽车上。
与其他电机相比,横向磁场电机的优点十分突出:实现了电路和磁路解耦,设计自由度大大提高;高转矩密度,大约是标准工—2—业用异步电机的5～10倍,且特别适合应用于要求低速、大转矩等场合;绕组形式简单,不存在传统电机的端部,绕组利用率高;各相间相互独立;效率高;控制电路与永磁无刷电动机相同,可控性好等。
目前,国外已成功开发了很多电动汽车用横向磁场电机,国内也正在积极开展相关研究。
但其也存在不少缺点:永磁体数目多,用量大;结构较为复杂,工艺要求高,电机成本高;漏磁严重;功率因素低;自定位转矩较大等。
各类电机的综合指标比较见表1。
由表1可见,永磁无刷电机将是电动汽车的最佳选择,而横向磁场电机则因其能量密度高、适合低速大转矩场合等特点,将成为直接驱动式电动汽车的首选部件。
表1 各种电动机基本性能比较项目异步永磁无刷开关磁阻横向磁场功率密度中高中最高转矩2转速特性好好好好效率/%79～8590～9278～8691～93功率因数/%82～8590～9360～6535～55调速范围1∶51∶2.251∶31∶2.25可靠性好一般优秀一般电机重量重轻一般轻成本/(美元/k W)8～1210～156～1012～17可控性好好好好控制成本高一般很高一般综合性能差最好中好2 应用领域及研究现状2.1 电动汽车 电动汽车最早于1834年问世,但因一次充电续驶里程不能满足人们的要求而于20世纪30年代退出历史舞台。
20世纪70年代,由于环境和能源问题的凸显,电动汽车又成为各国研究的重点。
国外有很多研究所和公司都对轮毂电机进行了专项研究,并已经开始将其应用到实际产品中。
美国通用汽车高级技术研发中心成功地将研制的轮毂电机应用到雪弗兰s-10皮卡车中。
该电机给车轮增加的重量只有约15kg,却可产生约25 k W的功率,产生的扭矩比普通的雪弗兰s-10四缸皮卡车高出60%,加速性能也有所提高。
日本对轮毂电机研究起步早,其技术在世界上处于领先[3]。
日本庆应义塾大学清水浩教授领导的电动汽车研究小组在过去的十几年中,研制的I Z A、ECO、K AZ等电动汽车均采用轮毂电机驱动技术。
其中后轮驱动电动汽车ECO采用的永磁无刷直流电机,额定功率6.8k W,峰值功率可达20k W。
日本的各大公司也在2003年东京汽车展上纷纷推出自己的轮毂驱动产品,如普利司通公司的动力阻尼型车轮内装式电机系统、丰田公司的燃料电池概念车F I N E2N等。
法国的T M4公司设计的一体化电动轮,采用外转子式永磁无刷直流电机,额定功率为18.5k W,额定转速为950r/m in,额定工况下的平均效率可以达到96.3%;峰值功率可达80k W,峰值扭矩为670N・m,最高转速为1385r/m in。
国内的轮毂电机技术虽然起步较晚,但近几年随着国家“八六三”计划电动汽车重大课题研究的深入,各高校对该技术的研究也有所加强。
同济大学汽车学院在2002年、2003年独立研制的“春晖一号”和“春晖二号”就采用4个低速永磁直流无刷轮毂电机直接驱动系统。
中国科学院北京三环通用电气公司开发出了电动汽车专用的7.5k W轮毂电机。
哈工大2爱英斯电动汽车研究所开发的E V962I型电动汽车采用了多态轮毂电机的轮毂驱动系统(见图3)。
该轮毂电机采用双边混合式磁路结构,兼有同步电动机和异步电动机的双重特性,驱动轮额定功率6.8k W,最大功率15k W,最大转矩25N・m。
图3 多态轮毂电机示意图2.2 电动自行车 目前,国内外绝大部分电动自行车都采用轮毂电机驱动方式。
厂家无需对车型作较大的改变即可装配,且没有传动机构,结构十分简单[4]。
—3—日本电动自行车业十分发达。