電動車輪的驅(qū)動技術(shù)摘要:介紹了電動車輪驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展,電動車輪的類型和特點,以及電動車輪驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)勢,對目前電動車輪驅(qū)動技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)問題和電動車輪電動汽車的發(fā)展趨勢進行了討論,提出了相應(yīng)的發(fā)展建議。關(guān)鍵詞:電動車輪;電動車;驅(qū)動技術(shù)(一)引言隨著汽車保有量的不斷增加和能源的日益緊缺,人們對環(huán)境保護的意識逐步增強,汽車在帶給人類方便、快捷、舒適的現(xiàn)代生活的同時,也引起了日益嚴重的環(huán)境污染和不斷加劇的能源短缺問題,燃油發(fā)動機在現(xiàn)代汽車動力系統(tǒng)中的統(tǒng)治地位也逐漸被動搖。目前,電動車作為唯一能達到零排放的機動車越來越受到人們的歡迎,電動車輪技術(shù)作為電動車的一個重要的發(fā)展方向,以其獨特的技術(shù)優(yōu)勢越來越受到汽車開發(fā)商的關(guān)注。電動車輪作為獨立的驅(qū)動部件,集電動機傳動機構(gòu)、制動器等于輪轂,是一種獨特的驅(qū)動單元。使用電動車輪技術(shù)的電動車普遍具有控制靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、綠色環(huán)保、傳動效率高等優(yōu)點。(二)電動車輪驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展最早的電動車輪結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在20世紀50年代初,是由美國人羅伯特發(fā)明的,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,該輪轂裝置中融合了電動機、減速機構(gòu)、制動器。電動機的輸出力矩傳遞到減速機構(gòu)的輸入軸,經(jīng)減速后,增大的力矩傳遞給輪輞,最后驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn),這種結(jié)構(gòu)最早應(yīng)用在大型礦用自卸車上,是美國通用電氣公司于1968年推出的。到20世紀70年代,我國也開始研制大型礦用電動車輪自卸車,自1***7年湖南湘潭電機廠研制成功第一臺電動車輪自卸車樣車以后,又先后生產(chǎn)了一系列電動車輪自卸車,目前我國的電動車輪自卸車性能日臻完善,某些型號也達到了國際領(lǐng)先水平。20世紀90年代初期,清華大學輕型電動車科研組首先將電動車輪的思想勇勇于電動自行車的研制,并研制出半軸式鳥籠結(jié)構(gòu)的電動輪轂,因此成為世界上最早將電動車輪傳動結(jié)構(gòu)應(yīng)用于電動自行車的單位。這種電動輪轂***用了告訴有刷電機、減速齒輪和離合器。半軸式鳥籠結(jié)構(gòu),就是將中心軸,即自行車輪軸的中段膨脹成一個“鳥籠”,軸也就分為左、右兩段,即左、右半軸式結(jié)構(gòu),鳥籠中放置盤式電機。這種“鳥籠式”的特點是把電機很好地保護了起來,除工作力矩外,沒有任何外力會作用到電機上,其結(jié)構(gòu)見圖2。整個輪轂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常精巧、緊湊,總重35kg,體積為Φ190mm×110mm。電動車輪電動汽車被認為具有集中電機驅(qū)動電動車喝傳統(tǒng)電動車無法比擬的優(yōu)點,是未來燃料電池汽車高端車輛的理想選擇,世界上多家汽車公司和研究機構(gòu)都在進行電動車輪電動車的研究。自1991年日本人在美國申請專利以后,日本在電動汽車的電動車輪研究方面一直處于領(lǐng)先地位。(三)電動車輪結(jié)構(gòu)類型及特點根據(jù)電動車輪的驅(qū)動類型,可以將電動車輪分為減速驅(qū)動型和直接驅(qū)動型。減速驅(qū)動型電動車輪多***用內(nèi)轉(zhuǎn)子高速電動機,這種電機一般轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小,為了滿足車輪的實際轉(zhuǎn)速要求,通常需匹配一個相應(yīng)的減速機構(gòu)。減速機構(gòu)一般安裝在電動機與車輪之間,起到減速和增矩的作用,以保證電動車在低速時能獲得足夠大的轉(zhuǎn)矩。減速驅(qū)動型電動車輪具有比功率較高、質(zhì)量輕、效率高、噪聲小、成本低等優(yōu)點,但因為電動機轉(zhuǎn)速較高,必須用減速機構(gòu)降低轉(zhuǎn)速以獲得較大的轉(zhuǎn)矩,因此作為非簧載質(zhì)量的整個電動輪的質(zhì)量依然比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車重。減速機構(gòu)多為行星齒輪減速裝置,其結(jié)構(gòu)緊湊、減速比較大,也有***用外嚙合圓柱齒輪減速裝置的,但軸向尺寸過大,徑向質(zhì)量分布不均。為了減少電動車輪的非簧載質(zhì)量,出現(xiàn)了直接驅(qū)動型電動車輪,這種電動車輪去掉了減速驅(qū)動型電動車輪中的減速機構(gòu),大大減少了非簧載質(zhì)量,也簡化了整個電動車輪的結(jié)構(gòu)。這種電動車輪多***用外轉(zhuǎn)子電動機,直接將外轉(zhuǎn)子安裝在車輪的輪輞上驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。然而電動車在起步時一般需要較大的轉(zhuǎn)矩,也就是說安裝在直接驅(qū)動型電動輪中的電動機,必須具有較好的轉(zhuǎn)矩特性,能在低速時提供大轉(zhuǎn)矩。另外,還必須具有很寬的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍。直接驅(qū)動型電動車輪中***用的外轉(zhuǎn)子電動機結(jié)構(gòu)簡單,軸向尺寸小,能夠在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩,且響應(yīng)速度快,又因為沒有減速機構(gòu),所以效率較高。如果要獲得較大的轉(zhuǎn)矩,必須增大電動機的體積和質(zhì)量,但成本較高,在加速時效率卻很低,且噪聲很大。(四)電動車輪驅(qū)動的優(yōu)勢電動車***用電動驅(qū)動技術(shù)后能量源與驅(qū)動電機之間的功率傳遞***用軟電纜,擺脫了傳統(tǒng)機械傳動的設(shè)計約束,給整車帶來了很多優(yōu)點:(1)***用電動車輪技術(shù),在同樣功率需求的情況下,可以將單個電動機功率分配給多個電動機。相應(yīng)地,對電氣和機械傳動零部件的要求都可以降低,便于設(shè)計與生產(chǎn)。在大型礦用載重汽車上,機械傳動很難傳遞的大轉(zhuǎn)矩,就是利用電動車輪結(jié)構(gòu)實現(xiàn)傳遞的。(2)取消了離合器、變速器、傳動軸、差速器等部件,使傳動系統(tǒng)得到簡化,有利于汽車實現(xiàn)輕量化目標;由于減少了精密機械部件的加工費用,使整車生產(chǎn)成本也有望降低;由電動機直接驅(qū)動車輪甚至兩者集成為一體,便于實現(xiàn)機電一體化。(3)由于去掉了機械傳動部分,相對于保留機械傳動系的電動車,其傳動效率得到提高。(4)提高汽車的通過性能。這主要來自于兩方面,一方面,簡化的傳動系統(tǒng)可以提高車輛的離地間隙,另一方面,使用全輪驅(qū)動和驅(qū)動輪單獨控制的措施,可以最大限度地利用地面的附著能力。(5)電動車輪與動力源之間***用軟電纜鏈接,且占用空間少,因此使整車布置設(shè)計非常靈活,對于電動客車來說,便于實現(xiàn)低地板化行李箱及乘客位置設(shè)計更靈活,并且也有的空間來布置電池。整車質(zhì)量分布設(shè)計自由度大,可以更合理地分配軸向載荷。(五)電動車輪的關(guān)鍵技術(shù)電動車輪由于自身的結(jié)構(gòu)特點,使得這一技術(shù)在電動汽車上有廣泛的應(yīng)用前景,但是,目前電動車輪的關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全突破,主要有以下四個方面的關(guān)鍵技術(shù):(1)研制調(diào)速范圍寬,轉(zhuǎn)矩變化范圍大,結(jié)構(gòu)緊湊的電動機。(2)解救電動機的冷卻、密封和抗振動技術(shù)。(3)開發(fā)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和重量輕的減速裝置。(4)可靠性高、性能好的電子差速器。(六)電動車輪的發(fā)展趨勢電動車輪在汽車上推廣主要受兩個方面因素制約,一方面要解決電動車輪的關(guān)鍵技術(shù);另一方面是在關(guān)鍵技術(shù)解決之后,電動車輪的成本應(yīng)大幅度下降,用戶能接受因使用電動車輪后而增加的成本。轎車***用電動車輪技術(shù)還有許多問題需要解決,不會很快推廣使用。轎車的舒適性要求高,行駛速度高,電動車輪引起的非簧載質(zhì)量增加會引起平順性下降,需要進一步解決;轎車的速度變化范圍寬,***用固定速比的減速裝置,對電動車輪的轉(zhuǎn)矩性要求高,技術(shù)上還存在一定困難;轎車的車輪直徑較小,電動車輪的不止有一定困難,電動車輪的密封、冷卻和抗振性還有許多問題需要解決。大客車***用電動車輪技術(shù)日益增多。大客車的車輪旋轉(zhuǎn)速度較低。***用固定速比的減速裝置后,電動車輪的性能可以滿足車輛行駛性能的要求;大客車特別是低地板大客車***用電動車輪結(jié)構(gòu)后,可以容易實現(xiàn)原來中央驅(qū)動結(jié)構(gòu)由主減速器和論辯減速兩級減速才能完成的功能,既簡化傳動系統(tǒng),又有利于解決電動車輪引起的非簧載質(zhì)量對平順性的影響;電動車輪引起的成本增加在大客車的成本中所占比重不大,能夠為用戶所接受。(七)結(jié)語電動車輪技術(shù)作為一項新技術(shù),具有結(jié)構(gòu)緊湊、可以改善車輛驅(qū)動性能和行駛性能,有利于整車布置等特短,無論是在電動自行車之類的輕型車輛,還是電動汽車或是重型礦用車上,都有著廣闊的應(yīng)用前景。雖然電動車輪技術(shù)中有些關(guān)鍵問題還沒有得到完全解決,但***用電動車輪技術(shù)哦的電動車與傳統(tǒng)車相比,確實存在著許多不可比擬的優(yōu)勢,所以,以電動車輪技術(shù)為特征的電動車是未來電動車的發(fā)展方向。參考文獻:1.彭謙。大型電動輪自卸車的發(fā)展概況及趨勢[J]。礦山機械,2000(2):12-13。2.宋佑川,金國棟。電動輪的類型與特點[J]。城市公共交通,2004(4):16-18。3.陳勇,張建榮,張大明。電動輪技術(shù)在電動汽車中的應(yīng)用和發(fā)展[J]。機械設(shè)計與制造,2006(10):169-171。
新能源發(fā)展前景和趨勢
新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
隨著全球環(huán)保意識的不斷提高和新能源技術(shù)的不斷進步,新能源汽車的市場前景更加廣闊。作為一家致力于新能源物流銷售的企業(yè),眾智誠新能源汽車積極響應(yīng)***的環(huán)保政策,不斷創(chuàng)新,致力于讓新能源汽車成為未來出行的主流。
當前,新能源汽車行業(yè)正處于快速增長時期,不僅是中國市場,全球市場都表現(xiàn)出了很高的銷售增長率。中國***提出了發(fā)展新能源汽車的戰(zhàn)略,并***取了一系列的鼓勵政策,如購置補貼、免征購置稅等,進一步促進了新能源汽車市場的快速發(fā)展。根據(jù)行業(yè)分析機構(gòu)的數(shù)據(jù),到2025年,新能源汽車的銷售量將達到1400萬輛以上,市場占有率將達到30%以上。
未來,隨著新能源技術(shù)的不斷創(chuàng)新,新能源汽車的性能將不斷提高,續(xù)航里程會更長,充電時間也會更短,而且智能化程度也會不斷提升。此外,國家已經(jīng)開始大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施和充電網(wǎng)絡(luò),推動新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。
作為一家新能源物流銷售企業(yè),眾智誠的核心品牌價值在于為客戶提供高品質(zhì)、高可靠性的新能源汽車車輛和一系列配套服務(wù)。眾智誠致力于為客戶提供優(yōu)質(zhì)、高效、便捷的售后服務(wù)和解決方案,幫助客戶更好的理解和掌握新能源汽車的性能、特點等方面的問題。同時,眾智誠也在不斷提升自身的技術(shù)實力和服務(wù)質(zhì)量,通過不斷創(chuàng)新、不斷提高客戶體驗,為客戶提供更好的服務(wù)。
新能源汽車發(fā)展趨勢及前景
新能源汽車擁有較為廣闊的發(fā)展前景,就現(xiàn)在的技術(shù)和發(fā)展來看,未來新能源汽車的發(fā)展主要呈現(xiàn)以下幾大趨勢:
1、車型輕量化、能源效率更高
2、高端新能源車份額將逐步增加
3、智能化、網(wǎng)聯(lián)化將為新能源汽車市場賦能
新能源汽車車型輕量化,一方面因為電動車沒有發(fā)動機和傳動系統(tǒng),車身結(jié)構(gòu)簡單很多;另一方面高強度鋼,鋁合金以及塑料復合材料的多材料耦合應(yīng)用也會降低車身重量。
從能效的角度看,因為沒有燃燒、傳動過程中的巨大消耗(燃油車的能量使用率不到30%),電動車的能源效率將會有巨大的提升。
從供給端來看,我國新能源汽車技術(shù)水平不斷邁上新臺階,市場開始出現(xiàn)續(xù)駛里程更長、技術(shù)含金量更高、體驗性更強的產(chǎn)品。
從消費端來看,主流、高端及豪華型新能源汽車產(chǎn)品份額將逐步增加,而入門級的份額將逐步下滑。隨著新能源補貼政策的完全退出,缺乏技術(shù)、服務(wù)價值的低端產(chǎn)品將失去競爭優(yōu)勢。
在新一代信息技術(shù)革命以及汽車消費升級的背景下,新能源汽車智能化升級將是大勢所趨。
無人駕駛需要感知、決策、執(zhí)行三個層面的幾十種零部件高效,穩(wěn)定地配合工作才能完成,而新能源汽車所有零部件均由電力驅(qū)動,大幅度降低了各零部件間協(xié)作的技術(shù)難度,提升了自動操控的安全性。
新能源汽車向智能網(wǎng)聯(lián)汽車升級將是未來的發(fā)展大趨勢。
新能源是什么意思?
是指正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。
新能源汽車發(fā)展趨勢及前景
新能源汽車就從技術(shù)和發(fā)展方面來說,存在非常廣闊的發(fā)展前景,主要有以下這些趨勢:
1、車型輕量化
對于新能源汽車來說,已經(jīng)逐漸走向了車型輕量化的趨勢。因為新能源汽車是沒有傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的,從而導致車身結(jié)構(gòu)明顯簡單很多。同時使用的材料是鋁合金、高強度鋼等,從而讓車身重量下降。
2、能源效果會更高就從能源這個方面來說,由于在傳動的過程中沒有非常大的消耗,即便是燃油車的能量,使用率還沒有超過30%,因此能源效率也能得到有效提升。
3、車輛份額慢慢增加
如果從供給端方面來說,現(xiàn)如今我們國家新能源汽車的技術(shù)水平不斷呈現(xiàn)出上升的趨勢。目前在市場中可以看到很多續(xù)航里程時間很長,以及技術(shù)含金量非常高等新能源汽車產(chǎn)品。
如果從消費端來說,目前豪華型、高端型以及主流行的新能源汽車產(chǎn)品,在市場中占據(jù)的份額數(shù)量越來越多。不過對于入門級的新能源汽車產(chǎn)品,份額逐漸下降。
4、智能化
由于現(xiàn)在新能源汽車里面所有的零件全部都是使用電力進行驅(qū)動,從而使得各個零部件之間協(xié)調(diào)的技術(shù)難度下降,自動操控的安全性得到有效提升。并且對于新能源汽車而言,往智能化,網(wǎng)聯(lián)化升級是屬于未來發(fā)展一個的趨勢之處。
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