轮边驱动系统的几种结构方案

《轮边驱动系统的几种结构方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、轮边驱动系统的几种结构方案环保要求是电动汽车事业的推动力。电动车辆作为“绿色交通”的载体，在资源与环境的和谐发展中发挥着越来越重要的作用。目前电动车的驱动形式有多种，比如混合动力、纯电动等等，但是它们只是更换了动力源，汽车的传动系和行驶系并没有根本变化。轮边驱动则不然，它是一种电动车辆的先进驱动方式，带来了电动车内部构造革命性的变化。狭义的轮边驱动即指轮毂电机。这是一种将电动机、传动系统和制动系统制成一体的轮毂装置，电动机直接或只通过一级减速带动车轮旋转，例如左图中所示的通用开发的为150吨的重型卡车设计的轮毂电机。广义的伦边驱动定义不仅限于此。宽泛地讲，

2、轮边驱动就是字面上的意思，指设置在车轮附近的驱动装置。轮边驱动在很早之前就已经有所发展。早在1900年，保时捷就推出了第一辆轮边驱动电动车。1968年，通用电气公司将轮毂电机应用在大型矿用自卸车上。近年来，乂有越来越多的研究机构致力于开发轮边驱动技术。在日本，以日本庆应义塾大学、普利司通、三菱、丰出、本田为代表；在欧洲,有法国的TM4、标志雪铁龙，德国大众奥迪、西门子，英国贝姆勒；在美国则是通用公司。我国也有相应的研究，如我校的春晖一、二、三号，均为轮边驱动电动车。轮边驱动与传统的集中驱动方式相比，在动力配置、传动结构、操控性能、能源利用等方面具有许多优势

3、：1.动力控制由硬连接改为软连接，省去了离合器、变速器、换挡器、传动装置和差速器等一系列机械传动件，所有动力均由电子控制；2.因为省去了诸多部件，使整车布局和车身造型设计的口市度大大增加；3.各轮扭矩、转向均独立可控，响应迅速，使行驶更为灵活，适应性更强;4.有利于实现能量利用的最优化控制与管理，有效节约能源；然而，作为一•项还不够成熟的技术，轮边驱动也有很多缺点。尤其对于轮毂电机驱动来说，由于轮毂电机的引入，整车的非簧载质量显著增加（一般增加15kg左右）；由于电机力矩波动直接作用车轮（或者经过减速机构），在特定大扭矩转速区间，容易引起悬架前后方向的共振

4、；与集中电机和传统内燃机相比，轮边驱动系统电机重心位置低，且存在相互旋转表而,因此密封困难，整车涉水能力不强；轮毂电机一般只经过轮胎一级减振，系统对电机允许最大振动加速度要求大，疲劳寿命要求高；由于轮毂电机转子构成了车轮的转动惯量，彫响了车辆的加速性能。在上述的这些缺陷当中，最难以解决的莫过于非簧载质量增加这一难题了。一方面，非簧载质量增加直接引起车辆行驶的舒适性和平顺性下降；另一方面，尽量采用轻质材料、简化电动机构造实现电动机轻量化等等努力取得成果均较为有限。普利司通在2003年东京车展上展出的轮毂电机与专用低滚动阻力轮胎匹配的技术应该是个不错的解决方案

5、，其思路是：将轮毂电机的一部份质暈抽离出来作为减振器质暈，从而减小了非簧载质暈；同时使用低滚动阻力轮胎，可以适当降低轮胎刚度，使非簧载质量增加引起的车轮动载荷增加的影响减小。此方案将放在后面的“其他方案展示”部分详细说明。针对非簧载质量增加的问题，受资料启发，我们认为还有另一种较好的思路，就是不使用轮毂电机，将电机拿出来固定于车轮旁边的车架上，使之成为簧载质量，这样就能最有效地降低非簧载质量。显然，电动机也不会受到车轮振动的影响。电机与车轮Z间的传动采用类似CVT的装置，用以弥补电机性能的不足。配用主动悬架，就能消除电机扭矩波动引起的共振。下面用一个例子详

6、细说明。方案详细说明整套驱动机构的基本原理图如上，由双纵臂式独立悬架改造而来。双纵臂式独立悬架的特点是其导向机构为平行四边形，车轮上下跳动时做平动，定位参数不发生变化。如果将电动机固定在车架上，其输出轴置于短边中心，而车轮轴线位于另一短边的中心，中间加以适当的传动，就构成一种新型轮边驱动系统的雏形。在车轮发生跳动时轴线距离保持不变，则传动条件不会遭到破坏。考虑到电动机和传动件的布置要占用相当一部分空间，悬架的弹性元件选择扭杆弹簧。此外，扭杆弹簧单位质量的储能量大于钢板弹簧或螺旋弹簧，采用它使悬架质量较小，结构简单，并且无需润滑。悬架的阻尼元件采用刚度主动可

7、调式阻尼器。为便于整车的全电气化控制，选择电液式阻尼元件。这种阻尼器构造与传统阻尼器基本相同，不同的是将油液换成电液。这种液体在不通电状态下与普通液体相差无几，通电后阻尼迅速增大，且电流越大阻尼越高，非常适合用在电控主动悬架上。以上两者构成主动悬架的核心。若电动机的扭矩波动引起车身共振，则悬架能上动调整项目异步水磁无刷开关磯阻横向磁场功牢密度中高中转知「转速待性好好好好效率/%79-8590-9278-8691-93功率因数/%82-8590-9360-6535<-55関速范瀏1：51：2.251：31:2.25可靠性好—般优秀一般电机敢駅£轻一般轻成本/

8、（黄元AU）8-1210-156-1012-17可控性好好好好控制