6、新能源汽车驱动电机与电力电子技术解析

新能源汽车驱动电机与电力电子技术解析

1. 轮毂电机技术

1.1 分布式驱动模式分类

电动汽车采用的轮式电机驱动属于分布式电机驱动模式，该模式通常分为轮毂电机驱动和轮边电机驱动。轮边电机驱动模式下，每个驱动轮由单独电机驱动，但电机不集成在车轮内，而是通过传动装置（如传动轴）与车轮相连。这种驱动模式的电机属于簧上质量范围，悬架系统隔振性能好，但电机安装在车身上对车辆整体布局影响大，尤其是后桥驱动时，且车身与车轮间的变形运动对传动轴的万向传动有一定限制。

1.2 轮毂电机结构形式

轮毂电机动力系统通常由电机、减速器、制动器和散热系统组成。根据电机转子类型，主要分为内转子型和外转子型：
- 外转子型 ：使用低速外转子电机，最高转速 1000 - 1500 r/min，无需减速器。电机外转子与轮辋固定或集成在一起，车轮速度与电机相同。
- 内转子型 ：使用高速内转子电机，配备固定传动比的减速器。为获得更高功率密度，电机转速通常高达 10,000 r/min，减速器常用传动比约 10:1 的行星齿轮减速装置，车轮速度约 1000 r/min。

两种类型的优缺点如下表所示：
|类型|优点|缺点|
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|高速内转子轮毂电机|比功率高、重量轻、体积小、效率高、噪音低、成本低|需要减速器，效率降低，非簧载质量增加，电机最大转速受线圈损耗、摩擦损耗和换挡齿轮承载能力限制|
|低速外转子轮毂电机|结构简单、轴向尺寸小、比功率高、能在宽转速范围内控制扭矩、响应速度快、外转子与车轮直