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电动汽车底盘技术的创新

2024-10-15 07:42:02·  来源：ATC汽车底盘  
　

1. 前言

电动车技术正处在创新与成长阶段，承载汽车运动性能的底盘技术是电动汽车颠覆式技术创新的核心之一。轮毂电机和线控转向（IWMSW）技术的应用正在推动底盘技术颠覆式创新，从而获得更好的电动汽车底盘动态特性和操控性能，同时结合制动能量回收技术，更进一步实现节能。

这种颠覆式的技术对底盘构架、对底盘控制，包括软件和硬件的影响将是深远的。本文通过整理国际上创新技术文献资料，论述了电动车底盘现状和其技术可行性。

2. 电动车底盘的技术动向

在汽车革命性的电动化道路上，由于电机驱动具有低噪音、优秀的动态响应和良好的控制性等优势，电驱动应用在底盘技术创新、提升整车驾驶性方面将大有作为。在电驱动的早期结构中（图1），电动机只是取代了传统的内燃机，成为了动力输出单元，没有对底盘结构进行改变。

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轮毂电机和线控技术的出现，将推动汽车电动化进入新时代，将彻底颠覆传统车辆底盘构架（表1），这种颠覆性创新不仅仅体现车辆运动性能，同时也大幅度提升车辆的操控性能，更加适合与智慧城市与智能交通的新挑战与新需求。

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3. 轮毂电机

轮毂电机是分布式驱动系统的一种实现形式，由于轮毂电机总成或者轮毂电机总成大部分结构布置在轮辋内部而得名。

轮毂电机的主要优势在于以下6个方面：

（1）轮毂电机通过取消传统的传动部件，如半轴等，减少了驱动传递损失，也可以优化再生制动效率，从而实现整车整个系统的轻量化、高效率；

（2）轮毂电机的动力源直接安装在车轮，节省了传统动力总成的布置空间，解放了机舱空间；

（3）轮毂电机的四轮动力输出可以完全独立，实现真正的整车分布控制；

（4）轮毂电机对整车的轴距、轮距等敏感性远远小于传统动力总成，有利于底盘的模块化设计；

（5）轮毂电机释放机舱、集成于底盘的特性可以实现四轮四角的整车构型，有利于扩大乘员舱空间，拓展整车的造型风格；

（6）轮毂电机可以实现相对于传统汽车更大的转向角，增加整车不同转向功能，增强驾驶乐趣；

3.1 轮毂电机的布置形式

一般地，轮毂电机根据有无减速机构可以分为减速电机和直驱电机。也可以根据与轮辋的布置关系分为，偏轴电机与同轴电机。各轮毂电机分类关系见图2，代表机型见图3～图7，本节对各布置结构的特点进行分析。

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3.1.1 偏轴轮毂电机

偏轴轮毂电机（如图3）一般采用内转子电机配备固定传动比的减速器从而实现整车对轮毂电机产品性能的需求。减速轮毂电机的优势在于体积小，轻量化更好，成本相对更低、可以通过减速器的偏轴结构布置更灵活，对传统悬架制动系统兼容性更高。减速轮毂电机系统对电机本体需求不高，但是由于减速器的加入导致轮毂电机的结构复杂化，润滑难度大，因此减速齿轮的紧凑化、低噪音、长寿命设计是整个系统的设计难点.另外，一般地，偏轴轮毂电机的构型特点导致其电机本体与电机控制器为分体设计，控制器布置在副车架上，与传统集中式电驱动系统的控制器结构差别不大。

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图3 偏轴电机代表机型：丰田减速轮毂电机

3.1.2 同轴减速电机

同轴减速电机（如图4）是介于直驱轮毂电机与偏轴轮毂电机之间的一种方案，一般采用小速比减速器实现电机与轮辋的同轴输出。综合考虑，一般电机本体成本小于直驱电机而大于偏轴电机，电机本体体积较大，由于电机减速器同轴布置，整车悬架布置，尤其是在传统转向轮上的布置尤其困难。

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图4 同轴减速电机：舍弗勒行星齿轮减速轮毂电机

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