纯电动汽车轮毂电机直驱系统的研究进展
新能源汽车电机驱动系统的效率提升技术
新能源汽车电机驱动系统的效率提升技术随着全球对环境问题的日益关注和汽车工业的快速发展，新能源汽车逐渐成为人们的选择。
而在新能源汽车中，电机驱动系统的效率提升成为一个重要的研究方向。
本文将讨论几种可以提高新能源汽车电机驱动系统效率的技术。
一、高效能电机设计电机是新能源汽车驱动系统的核心部件，其设计和制造对于系统的效率至关重要。
高效能电机能够减少能量损耗和热量排放，提高系统的整体效率。
因此，新能源汽车的电机设计需要注重以下几个方面：1. 电机材料：采用高性能材料可以提高电机的效率。
例如，使用高导热性能的材料可以减少电机的热量损失。
2. 磁铁技术：磁铁是电机驱动系统中的重要组成部分。
优化磁铁的设计和材料可以提高电机的功率密度和效率。
3. 绕组设计：合理的绕组设计可以减少电机的电阻损耗和铜损耗，提高电机的效率。
二、智能控制系统新能源汽车的电机驱动系统还需要智能控制系统来提高效率。
智能控制系统可以通过实时监测和分析电机的工作状态，调整电机的工作参数，以达到最佳效率。
以下是几种常见的智能控制技术：1. 转矩控制：通过控制电机的转矩输出，可以实现电机在不同负载下的最佳效率工作。
例如，根据车辆的行驶速度和道路坡度，控制电机输出合适的转矩，以提高整个系统的效率。
2. 能量回收：新能源汽车的电机驱动系统可以通过能量回收技术将制动过程中产生的能量转化为电能储存起来，以供后续使用。
这不仅可以提高系统的能量利用率，还可以减少对传统能源的消耗。
三、高效能电池系统除了电机驱动系统，新能源汽车还需要高效能的电池系统来储存和释放电能。
电池系统的效率对整个汽车的续航里程和动力输出有着重要影响。
以下是几种提高电池系统效率的技术：1. 电池材料：选择高能量密度和高效能的电池材料可以提高电池系统的效率。
例如，锂离子电池具有高能量密度和长寿命，因此被广泛应用于新能源汽车。
2. 电池管理系统：电池管理系统可以监测和控制电池的运行状态，保证电池的安全性和充放电效率。
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析摘要：随着社会的发展，汽车已经成为了人们最主要的交通方式，随着科学技术的发展，新的能源汽车应运而生，它抛弃了传统的燃料和燃料，让汽车可以帮助人们更好的生活，也可以减少对环境的污染。
电机传动是新能源汽车的关键部件，对其进行优化和改进，可以有效地提升新能源汽车的质量，同时也可以通过优秀的电动机传动系统来提升企业在激烈的市场竞争中的核心竞争力。
关键词：新能源汽车；电机驱动系统；控制技术1.新能源汽车电机驱动系统控制技术概述新能源汽车的电机驱动系统中，电磁驱动器是实现电机驱动的关键部件，利用电机的转速来调整电机的转速，可以实现电机的驱动。
在永磁同步电动机中，三相的定子在一百二十度的角度上产生的磁场会在空气间隙内不停地转动，而由稀土永磁铁组成的正弦磁场可以维持转子的位置，当转子转动轴系与转动轴线系统重合时，定子磁场可以带动转子磁场转动，从而实现新型汽车电机的驱动控制器的解耦控制。
电动机的调速范围必须扩大，无论是恒功率区还是恒转距区都是一样，低速运行的横转距区可以在爬坡的时候有很大的转距来启动，而在高速度下的恒功率区低转距可以让新能源汽车在平台上快速地运行。
同时，新能源汽车还必须要有再生刹车的功能，这样才能让电池得到更多的电能，才能将新能源汽车的能量发挥到极致。
电机必须要能适应恶劣的环境，适合大规模的工厂制造，而且对电机的维护也很容易，而且价格也很便宜。
因此，用户在选购新能源汽车的电动机时，要考虑到电动机能否实现双向控制、电动机能否回收电能、刹车和再生能源。
2.新能源汽车电机驱动控制技术分类2.1直流电机驱动控制技术在新能源汽车的研制与生产中，首先被广泛采用的是直流电动机的驱动技术。
在晶闸管还没有研制出来之前，用电驱动的车辆，还得靠着机械来调整车速。
为了调节电动机电枢电压，采用了多组电池的串联数目。
很明显，这是一种比较死板、低效、不可靠的技术，而且在使用过程中，还会产生一些顿挫，影响到行车的舒适性和安全性。
轮毂电机分布式驱动控制 系统关键技术
各车企推出的分布式驱动概念车
丰田 ME.WE 及 FCV Plus （ 2013年，四轮毂电机）
奔驰SLS AMG电动版 （ 2013年，四轮边电机）
保时捷 Mission E （ 2015年，前后轴两电机）
蔚来 EP9 （ 2016年，四轮边电机）
2018日内瓦车展的分布式驱动电动车
捷豹I-PACE（量产）
前轮驱动力矩 后轮驱动力矩
四轮驱动力矩
1、两侧车轮能实现力矩分配； 2、力矩分配根据车辆的转向特性进行； 3、前轮由于存在转向角，因此力矩分配
和后轮不同，但总体趋势相同； 4、力矩分配以整车的总驱动力矩为基础，
对整车动力性影响较小。
快速控制原型试验平台
1.前期各程序编写 2.试验时实现监控
功能
试验时运行 试验时与外部 控制程序 进行数据交换
通讯架构搭建
CAN通讯网络
方向盘转角传感器
分布式驱动控制器
横摆角速度传感器
软件编写
数据接收程序
CAN报文解析程序
驱动力控制程序
数据记录程序
数据可视化监控界面1
数据发送程序
数据可视化监控界面2
试验分析
方向盘转角
总驱动力
横摆角速 度
各轮驱动力矩
质心侧偏角
车速
车辆过度转向，期望横摆力矩方向与横摆角速度方向相反，以抑 制 过度转向趋势，各轮驱动力输出符合实际
成功参展“2017年北京国际道路运输、 城市公交车辆及零部件展览会”
应用海格G-ECO智慧节能系统，采用E-Traction双轮毂 电机及浙大设计的分布式驱动控制及驱动防滑策略， 研发出能耗小、效率高、动力足的电动城市客车。
分布式驱动控制技术应用实例
轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法
轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法随着电动汽车技术的不断发展，轮毂式电动汽车作为一种新兴的驱动方式逐渐受到人们的关注。
这种驱动方式通过电动机直接驱动车轮，摆脱了传统汽车中的传动系统，从而具备了更高的效率和动力输出。
然而，由于轮毂式电动汽车的工作方式与传统汽车有所不同，特别是在差速器控制方面存在一些挑战。
因此，研究轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法成为了重要的课题。
一、电子差速的原理和作用在传统的汽车中，差速器的作用是平衡车轮转速差异，使得在转弯等情况下两个驱动轮能够保持合适的转速，并提供车辆稳定性和操控性。
然而，在轮毂式电动汽车中，每个车轮都被电动机直接驱动，差速器的作用被电子差速系统所取代。
电子差速系统通过电控单元感知车轮速度和转向角度等信息，实时计算每个轮子的电机输出扭矩，从而实现差速控制。
通过精确控制每个轮子的扭矩输出，可以使车辆在转弯等情况下保持平稳，并提高车辆的操控性能。
二、电子差速复合控制方法1. 轮毂电机扭矩分配控制方法轮毂电机扭矩分配控制方法是电子差速复合控制方法中的核心。
该方法通过对每个轮子的电机输出扭矩进行控制，实现差速控制。
具体而言，可以通过根据传感器获取的数据计算每个轮子的实时速度、转向角度和车辆的状态等信息，然后利用反馈控制算法，计算出每个轮子应该输出的扭矩。
2. 扭矩向量控制方法扭矩向量控制方法是电子差速复合控制方法的一种重要扩展。
该方法通过给每个轮子分配不同大小和方向的扭矩，实现灵活的差速控制。
通过精确分配扭矩，可以使车辆在不同路况下获得最佳的牵引力和行驶稳定性。
3. 动态差速控制方法动态差速控制方法可以根据车辆的实时工况和路况情况，动态调整差速控制策略。
通过对传感器获取的数据进行实时处理，可以根据车辆的状态和驾驶员的需求，调整差速控制参数，从而保证车辆的稳定性和操控性能。
三、应用和前景展望轮毂式电动汽车电子差速复合控制方法的研究在实际应用中具有重要意义。
通过合理选择和设计差速控制策略，可以提高电动汽车的操控性、节能性和安全性。
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。
2024年轮毂电机市场前景分析
2024年轮毂电机市场前景分析引言随着电动汽车的兴起和环境保护意识的增强，轮毂电机作为一种新型的动力系统逐渐受到关注。
轮毂电机是指将电动汽车的发动机放置于车轮内部，实现电动汽车无需传统的传动系统。
本文将对轮毂电机市场的前景进行分析。
1. 轮毂电机的优势相比传统的内燃机驱动系统，轮毂电机有以下优势：•节能环保：轮毂电机采用电能作为动力，无需燃料燃烧，从而减少了尾气排放，符合环境保护要求。
•噪音低：轮毂电机工作时噪音较小，提升了乘坐舒适度。
•充电方便：轮毂电机能够通过外部电源进行充电，充电过程也相对简便。
•空间利用率高：由于轮毂电机将发动机集成在车轮内部，减少了传统发动机占用的空间，提高了车身空间的利用率。
2. 轮毂电机市场现状目前，轮毂电机市场正处于起步阶段，但已经呈现出快速增长的趋势。
主要表现在以下几个方面：2.1 电动汽车销量增长近年来，电动汽车的销量逐渐增加。
由于轮毂电机作为电动汽车的重要组成部分，其需求也随之增长。
各大汽车制造商都在积极研发和推广使用轮毂电机，希望抓住电动汽车市场的机会。
2.2 政策扶持许多国家都出台了支持新能源汽车发展的政策，其中包括对电动汽车和轮毂电机的扶持政策。
这些政策促使企业加大对轮毂电机的研发和应用力度，进一步推动了轮毂电机市场的发展。
2.3 技术突破随着科技的进步，轮毂电机的技术不断更新。
轮毂电机的功率、效率等指标得到了提高，使其在性能上更加接近或超越传统的内燃机驱动系统。
这也使得更多的车主愿意选择搭载轮毂电机的电动汽车。
3. 轮毂电机市场前景基于以上的市场现状和趋势，可以预见轮毂电机市场具有广阔的前景。
3.1 增长空间巨大随着电动汽车市场的不断扩大和政策扶持的继续推进，轮毂电机的需求将继续增长，市场空间巨大。
预计未来几年内，轮毂电机市场将保持高速增长。
3.2 技术创新驱动轮毂电机作为一种新兴的动力系统，技术创新将是推动市场发展的关键。
各大企业将加大研发投入，推动轮毂电机在功率、效率、安全性等方面的不断突破，提高产品竞争力。
轮毂电机原理
轮毂电机原理轮毂电机是一种集成式电机，通常安装在车辆的车轮上，可以直接驱动车轮转动，是电动汽车的重要组成部分。
它的工作原理是利用电能转换为机械能，从而驱动车轮转动。
下面将详细介绍轮毂电机的工作原理。
首先，轮毂电机由电机主体、电控系统和传动系统组成。
电机主体是轮毂电机的核心部件，通过电控系统控制电机的启停、转速和转向等参数，传动系统则将电机输出的动力传递到车轮上。
其次，轮毂电机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用。
当电流通过电机主体的绕组时，产生磁场，这个磁场与车轮上的永磁体或者电磁体相互作用，从而产生电磁力，推动车轮转动。
这种电磁感应和电磁力的相互作用实现了电能到机械能的转换。
另外，轮毂电机的工作原理还涉及到电控系统对电机的控制。
电控系统通过控制电机的电流、电压和频率等参数，调节电机的转速和扭矩，从而满足车辆不同速度和负载的需求。
同时，电控系统还可以实现能量回收和制动能量再利用，提高车辆的能效。
此外，轮毂电机的工作原理还包括了传动系统的作用。
传动系统通过齿轮、减速器等传动装置，将电机输出的高速低扭矩动力转换为低速高扭矩动力，从而适应车辆的行驶需求。
传动系统的设计和优化对轮毂电机的性能和效率有重要影响。
最后，值得注意的是，轮毂电机的工作原理和性能表现与电机的类型、结构、材料、制造工艺等密切相关。
不同类型的轮毂电机（如永磁同步电机、感应电机等）具有不同的工作原理和特点，而电机的结构设计、材料选用和制造工艺也会直接影响其性能和效率。
综上所述，轮毂电机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的相互作用，通过电控系统和传动系统实现对电机的控制和输出动力的传递。
了解轮毂电机的工作原理对于理解电动汽车的动力系统和性能优化具有重要意义，也为轮毂电机的设计和应用提供了理论基础。
轮毂电机的原理与结构
轮毂电机的原理与结构轮毂电机是一种集成在车辆轮毂内部的电动机，它是电动汽车和混合动力汽车的重要组成部分。
轮毂电机直接驱动车辆轮毂，具有结构简单、传动效率高、空间利用率高等优点，被广泛应用于新能源汽车领域。
本文将介绍轮毂电机的原理与结构。
轮毂电机的原理。
轮毂电机是一种直接驱动车轮的电动机，它通过电能转换为机械能，驱动车辆前进。
轮毂电机的工作原理与传统的电动机相似，它利用电磁感应原理产生转矩，驱动车轮转动。
轮毂电机通常采用永磁同步电机或异步电机，通过控制电流大小和方向来实现对车轮的精准控制。
轮毂电机的结构。
轮毂电机由定子和转子组成。
定子是固定在车辆底盘上的部件，它包括定子铁芯和定子线圈。
定子铁芯是由硅钢片叠压而成，用于集中电磁感应线圈的磁场。
定子线圈则是通过电流来产生磁场，从而与转子产生电磁力。
转子则是安装在车轮轴上的部件，它包括转子铁芯和永磁体。
转子铁芯也是由硅钢片叠压而成，用于集中永磁体的磁场。
永磁体则是通过永久磁铁产生磁场，与定子线圈产生电磁力。
轮毂电机的结构紧凑，整体集成在车轮内部，具有空间利用率高的优点。
同时，由于轮毂电机直接驱动车轮，省去了传统传动系统中的传动轴、传动齿轮等部件，传动效率高，能量损耗小。
轮毂电机在新能源汽车领域的应用。
轮毂电机作为新能源汽车的动力系统之一，具有结构简单、传动效率高、空间利用率高等优点，被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中。
它不仅提高了车辆的整体能效，还减少了传统传动系统的维护成本。
此外，轮毂电机还可以实现对车轮的精准控制，提高了车辆的稳定性和安全性。
总结。
轮毂电机作为新能源汽车的重要组成部分，具有结构简单、传动效率高、空间利用率高等优点。
它的工作原理是利用电能转换为机械能，驱动车辆前进。
轮毂电机的结构紧凑，整体集成在车轮内部，具有空间利用率高的优点。
轮毂电机在新能源汽车领域的应用，不仅提高了车辆的整体能效，还减少了传统传动系统的维护成本，提高了车辆的稳定性和安全性。
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第５５卷第６期 Ｖｏｌ＿５５ Ｎｏ．６ 农业装备与车辆工程
ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ２０１７年６月
Ｊｕｎｅ ２０１７
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—３１４２．２０１７．０６．０１０ 纯电动汽车轮毂电机直驱系统的研究进展
马旭，张喜清，连晋毅，王俊峰，臧学辰 （０３００２４山西省太原市太原科技大学机械工程学院） ［摘要】简要介绍了轮毂电机驱动系统的概念和特点，综述了轮毂电机系统在电动汽车上的应用和发展现状，针 对轮毂电机系统的关键技术问题进行了对比分析。提出了未来轮毂电机驱动系统的发展方向。 ［关键词］电动汽车；轮毂电机；直驱系统；综述 ［中图分类号］Ｕ４６９．７２ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７３－３１４２（２０１７）０６－００４３－０６
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｉｎ－ｗｈｅｅｌ Ｍｏｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｍａ Ｘｕ，Ｚｈａｎｇ Ｘｉｑｉｎｇ，Ｌｉａｎ Ｊｉｎｙｉ，Ｗａｎｇ Ｊｕｎｆｅｎｇ，Ｚａｎｇ Ｘｕｅｃｈｅｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｃｉｔｙ，Ｓｈａｎｘｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎ－ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｐｕｒｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ａｎｄ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｎ－ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎ－ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｒｅ ｓｕｍ－ ｍａｒｉｚｅｄ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｉｎ－ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ－ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ；ｉｎ—ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ；ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ；ｓｕｍｍａｒｉｚｅ
０引言 近年来，在方方面面的支持与关注下，新能源 汽车尤其是纯电动汽车得到迅猛发展。而电动汽 车今后将会是人们重要的交通工具。轮毂电机作 为电动汽车最核心的部件之一。其最大的特点就 是将驱动、传动和制动等装置整合到轮毂内．省略 了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传统 的传动部件。轮毂电机技术的发展将带来一场车 辆驱动方式的变革。
１轮毂电机系统的概念及特点 轮毂电机系统将电机、传动和制动机构都整 合到轮毂中，称为轮毂电机电动轮，也有人称其为 轮式电机、车轮电机等．英文名称为“ｉｎ—ｗｈｅｅｌ ｍｅ． ｔｏｒ”［ 。轮毂电机驱动系统通常由驱动电机、减速
机构、减震系统、制动器与散热系统等组成，有的 没有减速机构。由此轮毂电机驱动系统可分为减 速驱动和直接驱动两大类，结构分别如图ｌ和图 ２所示，两者的特点对比如表１所示。
基金项目：山西省重点研发计划项目（２０１６０３Ｄ１２１０２６）；山西省研 究生联合培养基地人才培养项目（２０１６ＪＤ３４）；校研究生科技创新 项目（２０１５１０２４） 收稿日期：２０１６—１２－０７ 修回日期：２０１６—１２—１５
定子铁芯 永磁体
电机外壳 转子磁轭
定子绕组
图１减速驱动型电动轮结构 Ｆｉｇ．１ Ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗｈｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
图２直接驱动型电动轮结构 Ｆｉｇ．２ Ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗｈｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 农业装备与车辆工程 表１减速驱动与直接驱动电动轮的特点 Ｔａｂ．１ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｄｒｉｖｅ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔ ｄｒｉｖｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｗｈｅｅｌｓ
２轮毂电机系统在电动汽车上的应用进展 １９００年德国保时捷公司就研制出一款两个 前轮为轮毂电机的Ｌｏｈｎｅｒ Ｐｏｒｓｃｈｅ双座电动车［ｚ－。 汽车诞生至今一百多年来，发展速度惊人。汽车的 发展经历了从内燃机、柴油机、混合动力汽车到目 前处于大力研发阶段的纯电动汽车．体现了社会 的发展和人类智慧的伟大。随着社会的需要和现 代科学技术的发展．轮毂电机驱动电动汽车又一 次成为研究的热点 １９６８年．美国通用电气公司在自己生产的矿 用自卸车上用了一种轮毂电机。日本在轮毂电机 电动汽车方面的研究起步比较早．早在１９９１年日 本人在美国申请了有关电动汽车电动轮的专利， 电动轮驱动系统被应用到电动汽车上。其他国家 的汽车制造商从２０世纪９Ｏ年代开始对轮毂电机 系统进行研究并应用在电动车上，如表２所示。 近几年，对轮毂电机驱动电动车的研发更加注 重汽车的整体性能。２０１１年，在广州车展上，奥迪 ｅ—ｔｒｏｎ轮毂驱动式概念车首次在中国亮相（图３）。 两个轮毂电机的总输出功率达到１５０ ｋｗ、总扭矩 达到２ ６５０ Ｎ・ｍ，该车百公里加速时间只需５．９ ｓ。并 且只需５．１ ｓ，就可以从６０ ｋｍ／ｈ加速到１２０ ｋｍ／ｈ￣ 。 ２０１３年，Ｐｒｏｔｅａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ和巴博斯对梅赛德
斯一奔驰Ｅ级车进行混合动力技术改装。通过后 轮驱动的Ｐｒｏｔｅａｎ Ｄｒｉｖｅ ＴＭ轮毂电机系统提供充 足的动力，车辆的加速性能有了很大的提升，具有 百公里加速只需７．４ Ｓ的优越性能
表２轮毂电机系统的应用 Ｔａｂ．２ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ—ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｓｙｓｔｅｍ
车型 年份 来源 动力类型 驱动形式 ＩＺＡ １９９１年日本Ｋｅｉｏ大学
Ｅｃｏ １９９６年 日本ＮＩＥＳ ＫＡＺ ２０００年日本Ｋｅｉｏ大学 Ｅｌｉｉｃａ ２０００年日本Ｋｅｉｏ大学 ＡＵＴＯ ｎｏｍｙ ２００２年通用汽车公司 ＱＵＡＲＫ ２００４年标志汽车公司 Ｓｑｕｅｌ ２００５年通用汽车公司 Ｃｏｌｔ ２００５年 三菱集团 Ｌａｎｃｅｒ ＦＣＸ ｃｏｎｃｅｐｔ
ＣＴ— ＭＴＥＶ
纯电动减 机 纯电动减 机 纯电动减 机 纯电动直 美薹 机 燃料电池减 机 燃料电池减 机 燃料电池减 机 纯电动减 机 ２００５年 三菱集团 纯电动减 机 ２００５年本田汽车公司 ２００６年 三菱集团 ｚ００８年Ｖ ｅｎｔｕｒｉ公司
燃料电池减 机 混合动力减 机 纯电动减 机
图３ Ｅ—ｔｒｏｎ轮毅驱动式概念车 Ｆｉｇ．３ Ｅ－ｔｒｏｎ ｗｈｅｅｌ ｄｒｉｖｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｃａｒ
２０１６年．劳斯莱斯首次推出了号称“终极概 念”的无人驾驶概念车１０３ｅｘ（图４）。这是一款无 人驾驶概念车，该车不仅抛弃了传统的发动机，而
图４无人驾驶概念车１０３ ｅｘ Ｆｉｇ．４ Ｕｎｍａｎｎｅｄ ｃｏｎｃｅｐｔ ｃａｒ １ ０３ ｅｘ 第５５卷第６期 马旭等：纯电动汽车轮毂电机直驱系统的研究进展 ４５ 且在轮毂中安装电机来驱动车轮，使驾乘区域摆 脱了侵入式传动系技术的限制。 随着新能源汽车市场的推广，电动车已逐渐 涵盖了轿车、ＳＵＶ和公交巴士等车型。梅赛德斯一 奔驰发布了“Ｕｒｂａｎ ｅＴｒｕｃｋ”纯电动卡车，主要在人 口密集的中心城区作业，从而减少噪音及废气污 染。目前，该纯电动卡车还处于概念车阶段，该车 将搭载三组电池，两套轮毂电动机。 我国的轮毂电机技术起步较晚，但随着国家 电动汽车政策指引，近年来各高级院校加大了在 此技术上的研发投入，各汽车厂商也试图通过外 延并购的方式引入国外先进技术。目前国内对轮 毂电机的研究和应用的企业很多，如广州汽车集 团和奇瑞汽车股份有限公司。 ２０１０年广州车展。广汽集团展出了基于阿尔 法罗密欧１６６底盘打造的传祺纯电动汽车，该车 两个后轮采用轮毂电机驱动。２０１６第１４届中国 （广州）国际汽车展览会，广汽集团展出了全球首 发的ＥｎＬｉｇｈｔ智联电动概念车，是一款由广汽研究 院自主研发的具有先导意义的概念跑车（图５）。 它是轮毂电机四轮独立驱动，拥有无人驾驶与手 动驾驶双重操控模式。兼备智能出行的舒适与跑 车的激情。此概念车还具有智能互联移动终端特 性，全方位打造人、车、生活的智能互联新体验。
图５ ＥｎＬｉｇｈｔ电动概念车 Ｆｉｇ．５ ＥｎＬｉｇｈｔ ｅｌｅｃｔｄｃ ｃｏｎｃｅｐｔ ｃａｒ
２０１ １年上海车展，奇瑞汽车展示了瑞麒ｘＩ— ＥＶ纯电动汽车，该电动汽车采用四轮轮毂电机驱 动，每个轮子的驱动力可以单独调节。减轻了重 量，节省了空间，保证了宽大舒适的乘坐空间。 我国高校是研究轮毂电机技术的主力军．同 济大学汽车学院在２００２年以后的３年里推出了 采用轮毂电机驱动系统的电动汽车动力平台“春晖 一号”和“春晖二号”．两个电动汽车都是采用低速 直驱永磁直流无刷轮毂电动机和盘式制动器。 哈尔滨工业大学爱英斯电动汽车研究所研制
开发了一款ＥＶ９６一ｌ型电动汽车，这款电动汽车采 用的是外转子型轮毂电机驱动系统。在该电动轮内 选用的是一种被称之为“多态电动机”的永磁式电 动机．该电动机同时有同步电动机与异步电动机的 双重特性，选用的是盘式制动器。采用风冷散热。
３轮毂电机驱动系统的研究近态 ２０１０年，Ｍｒａｚ等［４］撰写文章，深刻分析了轮毂 电机的优缺．引 及未来的前景，并提出了研究者们 可以尝试减少簧下质量来改善操纵和转向性能。 近两年来，国内外对轮毂电机系统技术的研 究日益增多，如国内的吉林大学、同济大学、长安 大学等高校近两年对轮毂电机系统的研究有很大 的突破．如表３所示。 通过表３可知。对轮毂电机驱动系统的研究 还是要主要集中在减少非簧载质量方面，更加注 重实际应用，以得到轮内制动、悬架和传动等功能 系统的综合最优匹配集成。并且要与传统车辆对 比各种性能差异。以得到轮毂电机驱动技术的电 动轮优化数据和性能参数．使得尽早实现轮毂电 机技术的大规模应用。
表３轮毂电机驱动系统的研究现状 Ｔａｂ．３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｗｈｅｅｌ ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ
年份 文献作者 成果特点 遗留问题
通过对轮毂电机系 ２。 ｓ年黄冬冬等ｎ 萎 擎 誓