電動汽車為何不用電機直接驅動車輪?

時間 2021-05-30 21:39:00

1樓:老傅

申請號 201710159018 .X三模式電機及其控制方法

本發明揭示了一種三模式電機,所述電機為三相永磁電機,所述電機設有採用星形接線方式。連線三相電源的三相繞組,所述三相繞組的每一相繞組單元均由四個匝數相同的繞組構成,當電機以低速模式運轉時,每一相繞組單元的四個繞組相互串聯,當電機以中速模式運轉時,每一相繞組單元的四個繞組兩兩串聯後相互併聯,每相構成兩個星形中心點,當電機以高速模式運轉時,每一相繞組單元的四個繞組相互併聯,每相構成四個星形中心點。本電機不同的轉速匹配不同的狀態,在電機的低速段和高速段效率明顯提公升,低速起步效率提公升,扭矩加大,也允許看門狗重啟,對控制器的技術可靠性要求明顯降低。

高速段和低速段效率提公升。

2樓:新能源攻城獅

有幸參與了我司輪轂電機整合的樣車開發,用的是英國某品牌的輪轂電機,對沒有錯,很多人都知道的帶P的品牌。

目前看來,最大的問題其實主要是兩個方面:1.成本 2.壽命

其中,成本為主要的大頭,說實話,由於協同的產業化還未能帶來量的效應,輪轂電機太貴了,這也就導致了這是乙個目前無法走量的技術,目前很多商用車在探索這個技術,其實是有點不可思議的,輪轂電機主要的優點在於其整合,將會大大縮減所佔據整車的空間,商用車大巴那類車型會缺空間嗎?所以在商用車上搞輪轂電機也挺不可思議的。

其次,壽命方面,也是由於其使用條件較為苛刻,相比於呆在前艙的電機而言,其會與雨雪風沙路面高溫等直接接觸,將大大影響其使用壽命。

舉個真實的例子,我們測試過程中發現當小電瓶電壓較低的時候小於11V 時,電流較大容易燒電機。雖然這個例子可能是個特例,但是技術的發展演進還需要時間去磨練。

3樓:一點能源

「為何不採用四個同步或步進電機直接驅動4個車輪?」我喜歡把複雜的問題拆開來看,這個問題中有直接驅動車輪,用4個電機驅動車輪,用同步或者步進電機驅動三個關鍵點,我們乙個乙個分析,就明白為什麼了。

直接用電機驅動車輪,請看:

二輪電動車

也就是說直接用電機驅動車輪早就普及了,現在大街小巷到處都是電動二輪車,用的就是電機直接驅動車輪的方式,這個叫做輪轂電機,電機就在下圖中輪子軸上,用的電機早期用直流有刷電機,因為需要維護,壽命不夠長,現在以永磁同步電機為主。

二輪車帶輪轂電機的車輪

既然已經引出了第三個部分,那麼就說到哪說哪吧,先說用同步電機或者步進電機的問題,步進電機轉矩脈動大,效率低基本不會用在車上,在車上以永磁同步電機為主,需要大扭矩的地方,比如四輪的電動汽車,用凸極永磁同步電機,磁鋼布置如下圖的為主流,這個最早是大家拆解豐田的車後學習來的,現在電動汽車主流的電機,特點就是可以提供比較大的峰值轉矩。因為有凸極效應。但是這種電機不好自動化生產,主要是定子繞線的自動化難度高。

凸極電機轉子衝片

所以在二輪車領域,選擇的是容易自動化生產的方式,比如繞線方式選用分布式繞組,磁鋼安裝選擇表貼式,因為反正也不需要太大的扭矩,就乙個輪子,直接驅動。成本需求更明現。

再回來看第二個問題,同時驅動四個輪子,輪轂電機工作的問題是當功率大,轉速高的時候,電機的散熱變得越來越難,同時轉速高的時候,震動對電機軸產生的微小形變對電機的壽命影響也將變得非常大。而高速大功率恰恰是4輪電動汽車不可或缺的兩個要求。如果把電機中置,通過乙個差速器把速度降下來,轉矩提上去是很容易的,但是如果直接把電機放在輪子裡,要麼需要特別高的扭矩,電機卻長期工作在低轉速區間,要麼還需要在輪轂裡面加一級差速器,這兩個方向都是很難攻克的技術難題。

再看四個,當用4套動力系統控制車的時候,這時候對整車的控制策略要求就非常高了,因為車不是一直走直線,最基本的轉彎,倒車,剎車必須考慮協同差別控制,各種不同的路況,比如乙個輪子在草地上,乙個輪子在柏油路上呢?車傾斜的時候呢。當然這些問題都沒有上面那個難,因為已經有一些廠家可以把這些控制的比較好了。

我見過的控制的不好,車穩定性不好,容易翻車,控制的一般的,車吃輪胎很厲害,3000公里,就得換輪胎。也有控制得非常好的。

當然這是乙個很好的方向,現在已經有不少成果了,相信不久的將來會有輪轂電機驅動車四輪電動車面世,不過可能先出來的是兩個輪子帶驅動,兩個被動輪的,畢竟控制兩個比四個容易些,成本也低些。

下面是乙個汽車輪轂電機的基本結構,當然最總面世的產品會比這個複雜的多:

汽車輪轂電機的基本結構

4樓:皆電

純電動車的變速箱實際上就是一台減速器,它並不提供換擋功能。電動機從0轉速開始就能全動力輸出,沒有怠速問題困擾,而且,電機的轉速範圍比發動機更廣,也更高,普遍都能達到 7000-10000 轉以上,減速器的作用就是將電機的轉速降低,並將動力傳遞到車輪。同時,電動機最大輸出功率可以保持很寬廣的轉速區間,基本能覆蓋車輛所遇到的各種不同執行工況,所以它只需要乙個固定齒比的減速器就足夠了,而不需要太過於複雜的多速變速箱。

從車內空間布局的角度來看,使用四個電機驅動四個車輪顯然有點累贅並且浪費車底寶貴的空間。四個電機需要更多的固定點設定、線纜的長度更長,控制也更複雜,出現機械故障的機率也更大;一旦某個電機出現故障,那麼車輛行駛必然受到嚴重影響,對於安全的冗餘度較低。

目前兩個電機就能很好的實現車輛的四輪驅動,並且控制邏輯、布局都會簡單的多,沒有必要使用四個電機驅動。當然若干年後開發出輪轂電機,那麼這種情況下採用四個電機是比較合理的,否則使用兩個電機即可。

5樓:王自強

首要,以當時的技術水平,可以裝在車輪上的電機,因體積小,功率也小,不足以驅動轎車的。換句話講,能驅動轎車的電機,體積要足夠大。

另外,作為轎車的車輪,越輕越好,轎車行進才輕便。假如,車輪上裝置沉重的電機,轎車行進起來,會崛陶蒂赫酈僱墊痰叮勘很粗笨的。

以上,是以通俗的語言進行說明的,假如看看轎車結構、規劃之類書本,會更加清楚的。怎麼可能啊,能量是守恆的。驅動電機要驅動又要帶動發電機,它的能量怎麼來啊??

正常的是:發動機機械能--發電機電能--驅動電機驅動--車子行進撤銷發動機那就成電動轎車了:

燃料電池(充電電池)--驅動電機驅動--車子行進(這樣發動機和發電機都省下了)

6樓:韓月芬

首要,發電機的轉速與電壓成正比。假如轉速過低,電壓過低,無法對電瓶充電,假如電壓過高,會損壞電瓶,所以只能在輪子在必定的轉速下才幹充電。而你在開車時能有多少時刻能保持在這個可充電的時速下。

其次,用輪子轉動發電,發出的是交流電,必須用整流器整流成直接才幹給電池充電。

你這種說法理論上是可行的,但終究實際能發出來的電量很少,你車開100KM發的電可能還不行跑個兩三公里的。但卻需求新增多個電路裝置,本錢與發作毛病的可能性都會新增。所以因小失大。

依據能量守恆定律輸出功率將變小

7樓:whatsup

榜首,四個電動機的同步技能,這個仍是瓶頸,第二,在新增電池的一起也新增了分量,關於驅動力正本不算大的電能馬達,可以說是把所新增的動力抵消還可能形成動力比曾經低,第三,因為分量新增驅動時需求更多電力,續航間隔沒有新增,這個技能在國外早就有,但因為現在技能水平約束,不實際也沒有含義,所以不必,你真的是不明白技能這方面的東西,再去學學吧,學成今後應該能提出點有實際含義的主張來。搞個前輪驅動的嘛!搞兩個轉把改成拉桿型的,每個轉把操控乙個驅動輪。

就不必導向輪了,過彎也靈敏。假如後輪驅動沒差速器過彎很簡單翻車。我說的有一丟丟道理吧!

8樓:葉德禹

可以直接驅動車輪的啊。兩輪電動車上用的都是,叫輪轂電機。電動汽車上也可以直接驅動車輪,叫側邊電機。但是現在市面上的電動汽車多用的是差速電機,和題主描述的一樣。

為啥差速電機用的多,側邊電機見的少呢?我們首先要知道什麼是「差速器」(就是一般汽車兩后軲轆中間鼓起的那東西),有啥子用。

差速器裡面是行星齒輪系統,最直觀的作用是,當你卡死一邊車輪時,它另一邊車輪也可以運動。這樣設計的目的是,當你車轉彎時,你兩邊車輪形式的路徑長度是不一樣的。如果沒有差速器,轉彎就很困難。

如果直接加側邊電機,那麼這些原本差速器要做的工作必須有其他部件要替他做。當然是電動汽車的智慧型控制部分來完成了。你要知道,同樣的投入成本,電路的工作穩定性是遠遠比如機械的,所以很少採用,現在。

9樓:Jaime 哈伊枚

之一,車輪轉速常用區間是0rpm(起步)到1000rpm(車速100km/h左右),特別是城市裡常有的50km/h的車速,(對應輪速500rpm)現在大部分民用電機,在這個轉速區間並沒有很高的效率,選擇可以是使用更高功率電機,通常意味著幾倍的成本增加。齒輪箱主要作用是減速和增加扭矩,便是乙個低成本的解決方案。

其次,車在轉彎的時候,左右兩個輪的轉速是有差異的,目前汽車使用成熟的差速器解決方案差速器可以根據行駛阻力變化自動調節輪子轉速(有興趣的同學可以自搜這一偉大的結構),如果電機直驅,不僅需要複雜的演算法匹配轉彎半徑和輪速差,更困難的是動態保持輪子實際轉速和理論一樣(兩個輪子,同時按照理論設計)否則不能避免輪子打滑,造成不必要的風險。

從成本和技術成熟度來說,現在還是電機+齒輪箱的天下。

10樓:sy味精填海

畢業設計做的搭載輪轂電機的方程式賽車

我想我大概比較有發言權

感受最深的兩點

1.四輪控制你汽車轉彎時、制動時的力矩分配之類的問題使得程式設計很複雜

2.一般的輪轂電機體積大,比功率不大,懸架布置困難且影響側傾等操控穩定性。

11樓:蔡巨集利

看回答的人說的話,知道大多數中中國人有個所答非所問的毛病。人家提出的問題主要是輪驅動還是軸驅動的問題,卻被大家亂答一通。輪驅動解決不了扭矩和效率的問題,特斯拉採用軸驅動,傳統的汽車也是軸驅動,其實就是扭矩和效率的問題,而我們中中國人還在這裡瞎爭論電機和電池的問題,那都不屬於汽車的專有問題,唯有驅動問題才是電動汽車設計的問題。

12樓:楊珂珂珂珂珂

手機黨,說太多打字也不方便,大概就這麼幾個問題吧:技術研發問題、成本控制問題、電機的散熱、功率、封裝、抗震,整車涉水問題,還有平常駕駛中的習慣問題。嗯…差不多就是這些吧。

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