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轮毂电机的两种结构形式——外转子电机与内转子电机

返回列表来源:金源机电 发布日期: 2024.03.16 浏览:4

之前的文章,金源曾为大家简单介绍过轮毂电机,今天,我们来看看轮毂电机的两种结构形式。

轮毂电机驱动系统根据电机的转子型式主要分成两种结构形式:内转子式和外转子式。

其中外转子式采用低速外转子电机,电机的最高转速在1000-1500r/min,无减速装置,车轮的转速与电机相同。

内转子式则采用高速内转子电机,配备固定传动比的减速器,为获得较高的功率密度,电机的转速可高达15000r/min。

随着更为紧凑的行星齿轮减速器的出现,内转子式轮毂电机在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。内转子轮毂电机转矩小、转速高,需配备减速器方可驱动车轮。

1、外转子轮毂电机

外转子轮毂电机可以用在商用车上,也可以用在乘用车上。外转子电机由于转速低、转矩大,通常都不需要减速机构,电机的外转子直接与轮毂机械连接。外转子轮毂电机的优缺点如下:

优点:取消机械减速机构,结构更加紧凑,减少传动链条,降低故障率,传递效率更高;能在较宽的速度范围内控制扭矩,并且响应速度快。

缺点:在起步、顶风、加速或爬坡等需要承载大扭矩的情况时,电机需要大电流,容易损坏电池和永磁体,电机效率峰值区域小,负载电流超过一定值后效率下降很快;电机的体积和质量均偏大,成本高。

外转子轮毂电机虽然节省了半轴和减速机构等部分,但是巨大的体量是其无法规避的弱项,尤其在没有减速器的情况下,要获得足够大的扭矩,就必须把转速降下来,就是低速大扭矩。在恒定扭矩下,功率和转速成正比,转速上不去,功率密度就无法提高,进而导致体积较大,重量偏大。

外转子轮毂电机示意图

2、内转子轮毂电机

内转子轮毂电机的最高转速为15000r/min。为了满足车轮实际转速的要求,需要与减速装置配合使用,来达到减速增扭的目的。内转子轮毂电机对电机要求不高,但是由于引入了减速机构,使轮毂电机结构变得复杂,并增加了汽车非簧载质量。内转子轮毂电机的优缺点如下:

优点:电机运行在高转速下,具有较高的比功率和效率,重量轻,体积小、成本低,通过齿轮增力后,扭矩大、爬坡性能好,能保证在汽车低速运行时获得较大的平稳转矩。

缺点:采用减速机构效率低,非簧载质量大,电机最高转速受到线圈损耗、摩擦损耗以及变速机构的承载能力等因素的限制;难以实现液态润滑,齿轮磨损较快、使用寿命短,不易散热,噪声偏大。

由于内转子轮毂电机需要集成减速器,对于乘用车前轮来说,狭小的空间内需要布置电机、减速器、制动器、转向系统等等,故内转子轮毂电机较少见于乘用车应用。

内转子轮毂电机示意图

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