減少非簧載質(zhì)量的方案通常包括:

　?、偻ㄟ^特殊形式的電機(jī)將非簧載質(zhì)量轉(zhuǎn)化為簧載質(zhì)量。比如Johansen，Yang等提出了通過特殊平面電機(jī)設(shè)計(jì)將電機(jī)的定子質(zhì)量轉(zhuǎn)化到簧載質(zhì)量中的方法。

　　②利用電機(jī)質(zhì)量構(gòu)造吸振器對非簧載質(zhì)量引發(fā)的垂向振動(dòng)負(fù)效應(yīng)進(jìn)行控制。比如Nagaya等利用電機(jī)質(zhì)量構(gòu)造吸振器對非簧載質(zhì)量引發(fā)的垂向振動(dòng)負(fù)效應(yīng)進(jìn)行控制。

　?、鄹淖兓奢d質(zhì)量與非簧載質(zhì)量的比值。比如B. Hredzak等設(shè)計(jì)了一款采用盤式電動(dòng)機(jī)的輪轂電機(jī)。如圖所示，該盤式電動(dòng)機(jī)由雙定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子組成，將兩個(gè)定子固定在底盤上，使其成為簧載質(zhì)量，而轉(zhuǎn) 子和車輪相連以帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣只有電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子部分在車輪上。這種電機(jī)的布置方式使得非簧載質(zhì)量相比整個(gè)電機(jī)布置在輪內(nèi)的方式減輕了不少。但是這種驅(qū) 動(dòng)形式又帶來新問題:車輪受到的地面沖擊會(huì)直接傳遞到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上，進(jìn)而使電動(dòng)機(jī)的氣隙寬度不斷變化，影響電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸出。

　　雙定子軸向磁通輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式

　　制動(dòng)集成技術(shù)

　　輪轂電機(jī)安裝在驅(qū)動(dòng)輪的輪轂內(nèi)，占據(jù)了原來布置機(jī)械制動(dòng)卡鉗與制動(dòng)盤的空間，導(dǎo)致無法沿用原有的機(jī)械制動(dòng)器。若僅靠輪轂電機(jī)的電回饋制動(dòng)，存在制動(dòng)力不 足、電池剩余電量不足時(shí)無法實(shí)現(xiàn)電回饋制動(dòng)、制動(dòng)可靠性較低等問題。目前輪轂電機(jī)已有了機(jī)械制動(dòng)的集成方案，但該方案并不成熟，所采用的環(huán)形制動(dòng)盤制制動(dòng) 力臂大，摩擦片制動(dòng)面積小，存在易變形、抖動(dòng)大、發(fā)熱量大等問題，其制動(dòng)能力及可靠性仍有待驗(yàn)證。

　　機(jī)械制動(dòng)的集成方案

　　輪轂電機(jī)的冷卻技術(shù)

　　車輪由于經(jīng)常需要處在大負(fù)荷低速爬長坡工況下，而電機(jī)又放置在狹小的車輪內(nèi)，因而容易出現(xiàn)冷卻不足導(dǎo)致電機(jī)過熱燒毀的問題。但是，輪轂電機(jī)直接受到地面 的振動(dòng)沖擊，以及路面的泥水砂石的飛減，丁作環(huán)境十分惡劣，從輪轂電機(jī)的防護(hù)和保養(yǎng)來看，電機(jī)的密封性越強(qiáng)越好,這使得輪轂電機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量更 難以散向電機(jī)外，給電機(jī)的冷卻帶來了難度。因此，電機(jī)的散熱和強(qiáng)制冷卻問題亟需解決。

　　輪轂電機(jī)冷卻的解決方案主要有兩種:

　?、?在電動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮采用氣體來冷卻電機(jī)，應(yīng)用有利于氣體循環(huán)流動(dòng)的電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)來冷卻輪轂電機(jī)。比如Ryunosuke Kawashima 等設(shè)計(jì)了一種專門冷卻制動(dòng)盤和輪轂電機(jī)的冷卻風(fēng)扇。該方案在輪轂內(nèi)安裝一個(gè)葉片形狀輻條，利用葉片狀的輻條的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生氣流來對制動(dòng)盤和輪轂電機(jī)進(jìn)行冷卻散 熱。把設(shè)計(jì)的冷卻風(fēng)扇裝在實(shí)車上進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明:裝有冷卻風(fēng)扇的汽車需要多消耗2% ~4%的能源，但是能夠增強(qiáng)空氣的流動(dòng)，在車輪人口處增大了氣體的回旋流，使電機(jī)達(dá)到較好的散熱效果。

　　② 在電動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮采用液體來冷卻電機(jī)，通過設(shè)置專門的冷卻液道，通過與液體的熱交換來冷卻輪轂電機(jī)。比如RoyjiMimtani等 于2010年申請了名為“高效冷卻的輪轂電機(jī)”的美國發(fā)明專利。該發(fā)明專利中在輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)軸的末端設(shè)置了一個(gè)油泵，通過油泵的作用使得油箱內(nèi)的油進(jìn)人專門 設(shè)置的冷卻通道直至到達(dá)電機(jī)定子，通過油與定子的熱交換冷卻定子。

　　綜上所述，輪轂電機(jī)尚存在高速下失穩(wěn)、非簧質(zhì)量大、高密封環(huán)境下的散 熱難、制動(dòng)集成問題、能量管理待優(yōu)化等諸多問題，但是很多技術(shù)問題，如果缺乏規(guī)模化得商業(yè)應(yīng)用，突破速度會(huì)很慢。本文認(rèn)為，小型化的低速電動(dòng)車對以上問題 敏感度較低，批量化的應(yīng)用突破口，應(yīng)該是從這個(gè)領(lǐng)域開始，同時(shí)也能為輪轂電機(jī)在高速車的應(yīng)用積累技術(shù)和使用資源。

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