电动汽车采用轮毂电机驱动技术原因

　　在环保的大环境下，电动汽车也成为了近年来研究的热点，电动汽车在城市交通中可以实现零排放或极低排放，在环保领域优势巨大，各国都在努力发展电动汽车。电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成，其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。因此，对于驱动电机的选择就尤为重要。

　　通常，电动汽车采用集中电机驱动的动力系统结构型式。

　　集中电机驱动优点：

　　（1）可以沿用内燃机动力车的部分传动装置，布置在原发动机舱中，继承性好；

　　（2）可以采用电机和减速机构，乃至控制器的集成结构型式，结构紧凑，便于处理电机冷却、振动隔振以及电磁干扰等问题；

　　（3）整车总布置型式与内燃机接近，前舱热管理、隔声处理以及碰撞安全性与原车接近或者容易处理。

　　   集中电机驱动缺点：

　　（1）传动链长，传动效率低；

　　（2）通常要求使用高转速大功率电机，对电机性能要求高。

　　分散电机驱动优点：

　　（1）以电子差速控制技术实现转弯时内外车轮不同转速运动，而且精度更高；

　　（2）取消机械差速装置有利于动力系统减轻质量，提高传动效率，降低传动噪声；

　　（3）有利于整车总布置的优化和整车动力学性能的匹配优化；

　　（4）降低对电机的性能指标要求，且具有冗余可靠性高的特点。

　　分散电机驱动缺点：

　　（1）为满足各轮运动协调，对多个电机的同步协调控制要求高；

　　（2）电机的分散安装布置提出了结构布置、热管理、电磁兼容以及振动控制等多方面的技术难题。

　　分散电机驱动通常有轮毂电机和轮边电机两种方式。所谓轮边电机方式是指每个驱动车轮由单独的电机驱动，但是电机不是集成在车轮内，而是通过传动装置（例如传动轴）连接到车轮。轮边电机方式的驱动电机属于簧载质量范围，悬架系统隔振性能好。但是，安装在车身上的电机对整车总布置的影响很大，尤其是在后轴驱动的情况下。而且，由于车身和车轮之间存在很大的变形运动，对传动轴的万向传动也具有一定的限制。

　　轮毂电机优点：

　　与轮边电机方式相比，轮毂电机方式具有明显的优点。

　　（1）可以完全省略传动的传动装置，整体动力利用效率大大提高；

　　（2）轮毂电机使得整车总布置可以采用扁平化的底盘结构型式，车内空间和布置自由度得到极大的改善；

　　（3）车身上几乎没有大功率的运动部件，整车的振动和噪声舒适性得到极大改善；

　　（4）轮毂电机方式便于实现四轮驱动驱动型式，有利于极大改善整车的动力性能；

　　（5）轮毂电机作为执行元件，利用响应速度快和准确的优点便于实现包括线控驱动、线控制动以及线控整车动力学控制在内的整车动力学集成控制，提高整车的主动安全性。

　　轮毂电机系统研究关键技术问题

　　轮毂电机带来新的技术挑战，主要包括：

　　（1）轮毂电机系统集驱动、制动、承载等多种功能于一体，优化设计难度大； （2）车轮内部空间有限，对电机功率密度性能要求高，设计难度大；

　　（3）电机与车轮集成导致非簧载质量较大，恶化悬架隔振性能，影响不平路面行驶条件下的车辆操控性和安全性。同时，轮毂电机将承受很大的路面冲击载荷，电机抗振要求苛刻；

　　（4）车辆大负荷低速爬长坡工况下容易出现冷却不足导致的轮毂电机过热烧毁问题，电机的散热和强制冷却问题需要重视；

　　（5）车轮部位水和污物等容易集存，导致电机的腐蚀破坏，寿命可靠性受影响；

　　总结

驱动技术发展过程

　　与电动机集中动力驱动相比，轮毂电机技术具备很大的优势，它布局更为灵活，不需要复杂的机械传动系统，同时也有自己的显著不足，比如密封和起步电流/扭矩间的平衡关系，以及转向时驱动轮的差速问题等等，如果能在工程上解决这些难题，轮毂电机驱动技术将在未来的新能源车中拥有广阔的前景。