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轮边驱动电机专利技术发展路线

分类:专利申请代理 | 发布:资政知识产权 | 发表时间:2016/7/10 | QQ咨询

对于轮边驱动电机的研究现状,日本对轮边电机研究起步早,其技术在世界上处于领先,以日本庆义塾大学清水浩教授领导的电动汽车研究小组、株式会社普利斯通公司、三菱自动车株式会社、丰田自动车株式会社汽车公司、本田技研株式会社为主要代表,其中日本庆义塾大学清水浩教授领导的电动汽车研究小组研制的IZA、ECO、KAZ 等电动汽车均采用轮边电机驱动技术,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6.8kW,峰值功率可达20kW ;丰田汽车公司一直致力于轮边驱动电动车的开发,2003 年东京车展上,丰田公司推出的燃料电池概念车FINE-X 采用4 轮轮边驱动技术,2006 年4 月的美国纽约汽车展上,丰田公司又推出了4 轮轮边驱动电动车FINE-T ;三菱公司于2005 年推出了后轮轮边驱动电动车Colt EV,并致力于4 轮轮边驱动车Lancer Evolution M IEV 的开发,通过将制动器置于电机内部,提高车轮轮辋内部空间的利用效率,该轮边驱动系统采用外转子永磁电机,最大功率达到50kW,最大转矩为518Nm,电机尺寸445mm(直径)×134mm ;普利斯通开发的动态吸振轮边驱动系统由外转子型的第二代发展到内转子型的第三代,整体尺寸更小,可适合轮辋尺寸在35.56cm(14 英寸)以上的轮边驱动系统,而且电机本体质量仅为第二代的60% ;本田汽车公司在其燃料电池车FCX 开发上,驱动系统采用3 个电机实现,其前轮采用集中电机,单个功率达到80kW,两后轮分别采用轮边驱动系统,单个轮毂电机功率达到25kW。

欧洲,法国TM4 公司设计的一体化轮边驱动系统采用外转子式永磁电动机,将电动机转子外壳直接与轮辋相连,将电动车外壳作为车轮的组成部分,并且电动车转子外壳集成为鼓式制动器的制动鼓,制动蹄片直接作用在电动机外壳上,省却制动鼓的结构,减小了轮边驱动系统的质量,集成化设计程度相当高。该轮边驱动系统所使用的永磁无刷直流电动机的性能非常高,其峰值功率可达到80kW,峰值扭矩为670Nm,最高转速为1385r/min,额定功率为18.5kW,额定转速为950r/min,额定转矩为180Nm 额定工况下的平均效率可达到96.3%。标志雪铁龙汽车公司也一直致力于轮边驱动电动车,开发的4 轮轮边驱动电动车quark,其电机与车轮轮辋一体化设计,单个车轮最大驱动力矩达到1022Nm,0-48km/h 加速时间为6.5s。大众奥迪公司也推出相应的采用4 轮轮边驱动概念车R-zero,通过800V 电压的锂电池与轮边驱动系统的结合,该车的0-100km/h 加速时间为29s。西门子公司开发的ecomer 将车轮部件、轮毂电机、主动悬架和楔块制动器全部集成到车轮轮辋里面。英国贝姆勒公司设计的4 轮轮边驱动电动车MINI QED,4 个车轮均采用贝姆勒开发的永磁无刷电机驱动,单个电机驱动转矩达到750 Nm,可以实现4 轮独立驱动,0-100km/h 加速时间仅为4.4s。

美国通用汽车公司2001 年试制的全新线控4 轮驱动燃料电池概念车Autonomy 采用轮边驱动形式,于2005 年推出后轮采用轮边驱动系统的燃料电池电动车Sequel,该车前端采用集中电机驱动,后轮采用两个轮毂电机驱动,3 个电机总功率达到110kW,续驶里程达到500km。此外,通用公司开发的雪佛兰S-104 缸混合动力皮卡,在两个后车轮内分别安装一台轮毂电机,产生的扭矩相当于一般V6 发动机的扭矩,比雪佛兰S-104 缸皮卡高出60%。

澳大利亚国立科学机构CSIRO 与悉尼科技大学共同开发的一体化轮边驱动系统,应用于三轮太阳能电动车Aurora,通过车轮轮辋和电机本体的一体化设计,最高车速达到72km/h。我国在该领域的研究相对落后,但是近几年随着国家“863”计划电动汽车重大课题研究的伸入,及对轮边驱动系统认识的加深,各高校、公司也加强对该类新型驱动系统的研究。同济大学汽车学院在2002-2005 年相继推出了独立研制的采用轮边驱动系统的微型电动车“春晖”系列,该车均采用4 个低速永磁直流无刷轮毂直接驱动,匹配相应的盘式制动器。哈尔滨工业大学- 爱英斯电动汽车研究所研制开发的EV96-1 型电动汽车也采用了轮边驱动系统,轮毂电机的额定功率达到6.8kW,峰值功率为15 kW,采用风冷散热系统以及盘式制动器,是一种典型的外转子型电动轮结构型式。深圳比亚迪公司开发的4 轮轮边驱动概念车ET,其单个永磁同步轮毂电机功率达到25 kW,0-100km/h 加速时间8.5s。

轮边驱动电机具有结构紧凑、可以改善车辆驱动性能和行驶性能,有利于整车布置等特点,但是在中国的发展时期相对较短,并且晚于国外的研究和发展,应该进一步加强这一技术的研究和发展。(本文来源:轮边驱动电机专利技术发展;作者:宗雪娇;单位:国家知识产权局专利局)


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