电动汽车为何不用电机直接驱动车轮?

电动汽车为何不用电机直接驱动车轮?

看见轮毂电机我就滚进来啦,恰好本人的专业就是这个

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题主说的这种电动汽车叫独立驱动电动汽车或者分布式驱动电动汽车,由轮毂电机或者轮边电机驱动。这里先放两张图让大家认识认识

Protean轮毂电机

米其林轮毂电机

下面这个是轮边电机

一般市面上的轮毂/轮边电机都是无刷直流电机,一般2kw的也就1000块钱左右,但是如果要保证控制精度和响应时间的话,就要用永磁同步电机,价格一下飙升好几倍,基本都上万。

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下面回顾下历史

这种轮毂/轮边电机直驱的电动汽车,早在上个世纪初就有人搞过了,这家公司的名字叫保时捷。可以看到这辆车是前轮驱动的。

自此大概九十年后,日本也开始从事这方面的研究,包括丰田、三菱等汽车公司和庆应大学、东京大学、东京农工大学、横滨国立大学等高校。

丰田的轮毂电机电动汽车

三菱的

东京大学Hori团队

这辆是庆应大学的,人家已经不满足于四轮驱动了,直接改八轮驱动,在意大利的赛道测试时,最高速度达到370km/h。这辆车名字叫ELIICA,百度都可以搜的到。

欧美也有不少企业和高校也在搞这个东西,这里列举两个

通用的

美国俄亥俄州立大学

国内很多高校也有研究,最有名的就是同济大学的春晖三号

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废话了这么多,有人会问,既然这么多企业和高校都在搞这种电动汽车,为什么没看到有人投放市场啊?

首先明确下,现在有一些汽车公司已经推出了双轮边电机驱动的电动客车(注意,是客车),比如比亚迪K9,已经在西安的大街小巷跑了。但仅仅是客车的推广。四轮驱动或者是小型汽车,都没有投放市场。

为什么?

说简单了两个字,成本。电动客车的研发大多数都有国家财政支持,举例说某家车企一个项目拿了国家六千万,但是小型汽车都没有这种福分。说复杂了,就是技术不过关。下面列出的是轮毂电机的几条技术难点:

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;

6、轮毂电机运行转矩的波动可能会引起汽车轮胎、悬架以及转向系统的振动和噪声。

而且从整车控制角度考虑,也是由很多问题需要解决的,比如电子差速控制,牵引力控制,汽车的横摆角速度控制等等,这里就不展开说了。

之前听过美国EDI公司老总的讲座,他从上世纪八十年代初就开始搞插电式混合动力汽车,三十年后,这种汽车才有机会投放到市场,原因很简单,就是省油,污染少,环境友好。同样,在这个集中驱动电动汽车大行其道的时代,如果分布式驱动电动汽车完成了技术积累,而且遇到了一个很好的市场契机,投放市场并非不可能。