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新的车轮电机系统通过增加一个完整的驱动系统来改变每个电动汽车车轮的轮毂，为其相关的轮胎提供扭矩。(图1)。还包括这些车轮电机系统的制动部件和电机驱动电子.道路测试将显示车轮电机系统的性能和耐久性，这将最终影响电动汽车的性能。 (图1) 1.在舷外安装马达，在底盘上为乘客或货物创造额外的空间。目前，车轮电机在几个方面都可以提供优势.传统的车辆通过减慢车轮的旋转速度来实现牵引力和稳定性控制等功能。但这种方法反应缓慢，仅限于施加延迟力。要解开打滑轮胎，最好是施加一些驱动力矩。有了车轮马达，你就能做到。你可以在毫秒内提供精确控制的制动或马达扭矩。从而大大提高了牵引力和稳定性控制，缩短了停车距离，提高了行车的安全性和安全性。 车轮马达也允许转矩矢量-将不同的扭矩应用于不同的车轮，可显著改善操作。在一辆有车轮电机系统的汽车中，这种硬件能力基本上是免费的，只需要正确的软件。其结果可能是一辆车辆，而不是街角，就像在铁轨上一样；它既能在城市交通中感到灵活，又能在高速下保持稳定。 车轮内演化 事实上，基本的车轮电机技术可以追溯到19世纪末，当时维也纳的费迪南德保时捷和芝加哥的约瑟夫莱德温卡和弗雷德纽曼在一辆无马车的每个车轮上都安装了一台电动机，以提供简单、高效和可控的动力。(图2)。他们的基本设计并不像目前的轮式电机技术那样复杂。 (图2) 2.展示的是20世纪的Lohner-Porsche Semper Vivus的一个重建版本，它的两个车轮电机在前面。今天的技术开发人员，比如蛋白电，声称他们已经或即将克服使用这些发动机的挑战：成本、额外的质量和道路冲击。电机控制软件也是一个关键的设计挑战.它必须根据车辆的状况和驾驶员的命令，在每一时刻对每台电机的扭矩要求作出决定。 在正常情况下，运行两台电机而不是一台电机是很简单的。但是，如果一个电机发生故障，控制器需要防止危险的不对称发展，这将导致车辆以无法控制的方式被拉到一边。 ProanElectric对这一安全问题的反应是包括两个完全独立的系统，它们可以检测故障并平衡两个或多个电机的转矩。车辆必须满足ISO 26262一个安全标准，要求证明危险的技术故障是非常不可能的。这是一个极难达到的标准，但Protean相信其发动机将支持汽车制造商遵守这些要求。 Proan的马达适合于车辆的车轮，因此它们可以作为不需要变速箱、差速器或传动轴的驱动系统的一部分使用。这创造了一种节能的驱动系统，潜在地节省了成本，减轻了重量，并释放了在车上的空间，这是以前专门用于驱动系统组件的。根据ProteanElectric的说法，根据混合动力汽车或插入式混合动力汽车的电池大小和驱动周期，它的车轮电机可以将燃油经济性提高30%以上。它还能够通过对每个车轮施加最佳水平的单个扭矩来实现扭矩矢量，以提高车辆的安全性和操纵性。 车轮电机仍有两大挑战需要克服： 减少无弹簧质量，因为发动机的重量将在每个动力轮。 防止道路冲击和热制动，因为车轮电机接近车轮。 与无弹簧质量的争论 在车轮上的马达增加了非弹簧的重量，这是操纵的敌人.每次汽车撞上一个颠簸，一个坑坑洼洼，或者一个减速点，所有的重量都必须从一个方向开始，然后当它所连接的弹簧达到行驶极限时，它就会朝相反的方向移动。 没有弹簧的质量是汽车悬挂系统和道路之间的一切。在常规车辆中，这包括刹车、轴承、车轮、恒速接头(驱动轴末端的装置使它们以一个角度传递动力)和轮胎。保持未打开的质量最小是一件好事。减少它改善了司机和乘客的乘坐质量，并使悬挂更容易保持轮胎与道路的联系。 为了对付未出生的Maas，Protean去了英国。莲花工程，一位公认的驾乘和操纵专家，并要求其工程师客观地调查非弹簧质量对车辆操纵的影响。莲花在福特Focus的四个轮子上增加了多达30公斤的重量，并用仪器测量了汽车的振动和运动。 它的工作得到了计算机模拟的支持，以便更深入地了解在车轮上增加静态质量和旋转质量的影响。此外，受过训练的司机进行标准化评估，以提供关于增加的质量如何影响乘坐和处理的补充信息。 Lotus发现，虽然经过训练的司机注意到了未弹起的质量的增加所带来的影响，但实际上并没有那么大的影响。增加的质量使汽车感觉好像它的悬挂和转向还没有经历通常的调整活动，这是汽车发展的一个标准部分。 莲花工程师能够通过使用稍微多一点的悬浮阻尼来消除附加的非弹簧质量的影响。更重要的是，他们发现，当这些未成形的质量来自与车轮相连的实际马达时，汽车每一侧独立供电的能力极大地改善了汽车的操纵能力。 蛋白质驱动 Proan最新的车轮电机系统，称为ProteanDrive，是一个完整的车轮驱动系统.没有齿轮或变速器。相反，电机的转子直接连接到轮毂，将转矩从电机传递到车轮。这有助于最大限度地提高效率和紧凑性。(图3). (图3) 3.蛋白质电动pd 18适合18英寸。(46厘米)轮缘。该马达可产生高达75千瓦，或略高于100马力，为每个动力轮。Pd 18，蛋白质的旗舰产品，被设计成一个直径为18英寸(约46厘米)的轮辋。Pd 18重36公斤(79磅)，能提供1250牛顿米(Nm)或922英尺重的扭矩和75千瓦的动力。这意味着他们中的两个人可以提供高达2500 Nm的扭矩和150千瓦的电力。 考虑到典型的内燃汽车发动机只能产生几百牛顿米，这似乎是一个异常大的扭矩。但是，在传统汽车中，发动机扭矩乘以发动机与车轮之间的齿轮比。在第一档，可能是10这样的数字；在高齿轮时，乘法器会更低。因此，一对Pd18s可以与普通轿车提供的典型水平的车轮扭矩相匹配。 在蛋白质驱动器的核心是一台永磁同步电动机和一套紧密集成的电子设备。电子设备将精确控制的电流送入电机的绕组，产生与转子上的稀土永磁体相互作用的磁场。因此，每一轮电机都能在一毫秒内提供所需的扭矩。 整个电机封装内的电子电路与电机共享冷却，电机的绕组可携带高达90A，因此它们会消散余热。这种热量，连同电子产品的热量，是通过马达外壳中的冷却剂通道流动的水来带走的。冷却剂与电子元件和电机绕组都有良好的热接触。这些绕组封装在保护环氧树脂，这有助于传导热量。电机和驱动电子设备的紧密集成使一个非常小的电机能够产生很大的功率。 软件运行在由现场可编程门阵列支持的微处理器上，每秒可对绕组施加何种电压做出16000个决定。它们基于传感器的测量，这些传感器提供了电机的电气和热状况，以及它的位置和速度的信息。该软件确保电流通过电机是完全正确的平稳，安静的运行。 由于电机不需要传输或差动或恒速(CV)连接与车轮连接，它失去的摩擦能量要少得多。因此，它可以使用较小的电池提供相同的范围，从而大大节省。该公司还承诺将降低运营成本，因为任何不得不更换破旧的简历靴的车主都会赞赏这一点。 为了实现这一切，Protean必须克服几个技术挑战。一个是逆变器的小型化和集成化。大多数用于车辆应用的逆变器都是大鞋盒大小的。Proan的版本被包装在不到一半的空间里，这样它就可以整齐地装在电机后面。通过以这种方式包装东西，每台电机只需要两根直流电缆。如果逆变器安装在其他地方，它将需要发送多达6根电缆交流。 Proan的电机配置在外面的转子上。这使得定子和转子之间的间隙(磁力是在其中发展的)在最大的半径可用，从而创造尽可能多的扭矩范围内的车轮轮辋。这样一种方法可以使电机产生足够的扭矩而不需要齿轮传动，这样会降低效率并产生噪音。 环境效应 车轮系统必须承受车轮在车辆使用期间可能经历的各种环境条件，例如冲击、振动、水和岩石。当驾驶员要求车辆供电时，电子设备很快就会变热，然后冷却下来；这种反复的热循环会导致部件过早退化。 Proan使用特殊的钻机来测试电子设备和找出弱点。工程团队现在有了他们认为是非常健壮的设计，一个将持续到车辆使用寿命的设计。公司将寿命定义为300，000公里，15年，8，000小时-这是这个要求很高的行业的普遍期望。 无论这种技术多么独特，其成本都可能令人望而却步。Proan比较了一个典型的电动传动系统的成本，一个有变速箱，马达，差速器和驱动轴，和两个内轮马达的成本。虽然两台电机比一台中央电机和传动系统贵一些，但由于它的质量较低，并且在传动过程中不受摩擦损失，所以它的效率更高。因此，在许多情况下，汽车制造商可以交付的车辆更快或更远(或两者都)，而成本不超过竞争模式。 另一个有关车轮电机的担忧是它们的耐久性不足。把马达放在轮子里，而不是在引擎盖下面，意味着当汽车在崎岖的道路上行驶时，它们会被撞坏。它们还会被水、沙子、砾石和我们定期驱赶的所有其他碎屑抛撒。这些条件可能会造成问题，但Protean的测试已经表明，可以设计出一种能够承受冲击的产品。 (图4) 4.Proan电气公司与LM工业公司的战略合作伙伴关系将为该公司称为“olli”的自主客运班车提供轮内马达。Proan与美国开源汽车设计师LM工业合作，为奥利提供车轮技术世界上第一个共同创造、自动驾驶、电动和认知的航天飞机。 费斯克轨道自主电梭将利用轮式电机技术改善内部空间。(图5)车轮技术是变形电气的技术. (图5) 5.在费斯克轨道上使用轮内电机，这是一种自动穿梭巴士。竞争 斯洛文尼亚公司相思也在生产电动汽车的车轮技术。在中国的一条冰河上，在低于30°C(22°F)的温度下进行了全电动轮式驱动试验，证明冰上的牵引控制优于冰车。 德国公司阿贝格创造了一个电机的轮毂驱动，可以用于串行混合动力，电池和燃料电池商用车辆。 |
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