行星減速機(jī)在新能源汽車中的應(yīng)用技術(shù)

昆山榮星動(dòng)力傳動(dòng)有限公司、昆山金星傳動(dòng)科技有限公司近些年主要從事研發(fā)的新能源汽車驅(qū)動(dòng)單元—輪轂/輪邊驅(qū)動(dòng)。

目前國內(nèi)外新能源汽車電驅(qū)動(dòng)行業(yè)內(nèi)廠家眾多，不過絕大部分還是在集中式驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品上較為廣泛。而在輪轂及輪邊驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品方面，總體格局還是比較分散的，主要可以分為三類：

第一是車企或車企與輪轂/輪邊驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)商聯(lián)合開發(fā)：擁有全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)及研發(fā)實(shí)力，生產(chǎn)的電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品主要應(yīng)用自身品牌的汽車，實(shí)力較強(qiáng)、市場占有率高，如比亞迪、特斯拉、采埃孚ZF與奔馳聯(lián)合等；

第二是輪胎輪轂生產(chǎn)商或汽車零部件生產(chǎn)商開發(fā)：在汽車領(lǐng)域有一定的市場占有率和營銷經(jīng)驗(yàn)，借助第三方平臺(tái)開發(fā)該類產(chǎn)品，如采埃孚ZF、米其林、舍弗勒等；

第三是各大院校研究機(jī)構(gòu)或獨(dú)自開發(fā)再尋求整車生產(chǎn)商合作：汽車實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)較薄弱，進(jìn)入汽車領(lǐng)域的門檻較為困難，大都停留在研發(fā)階段和試驗(yàn)階段，有些機(jī)構(gòu)或企業(yè)樣機(jī)已生產(chǎn)出并有裝車應(yīng)用，但關(guān)鍵技術(shù)還未能解決，如英國protean、荷蘭e-traction，南京清研易為、清華大學(xué)汽車研究院、山東煙臺(tái)大學(xué)等；

我國新能源汽車常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要是永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)兩種，大多數(shù)采用的是永磁同步電機(jī)，只有少部分車輛采用了交流異步電機(jī)。其中永磁同步電機(jī)又可以根據(jù)磁場分布的類型分為徑向磁場電機(jī)和軸向磁場電機(jī)，其中徑向磁場電機(jī)是目前所有車輛在采用的，而軸向磁場電機(jī)（又稱為盤式永磁電機(jī)）在車輛的應(yīng)用上我國還處于應(yīng)用研究階段，還未真正地進(jìn)入量產(chǎn)時(shí)代。

為了能夠使得電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度的最大化，目前車輛所采用的都是高速永磁同步電機(jī)，最高轉(zhuǎn)矩可達(dá)2萬每分鐘，因?yàn)樵诠β室欢ǖ那疤釛l件下，轉(zhuǎn)速越高其轉(zhuǎn)矩會(huì)越低，重量又是與轉(zhuǎn)矩成正比的，所以高速永磁同步電機(jī)其功率密度會(huì)較高。為此我們收集了相關(guān)異步電機(jī)、高速永磁電機(jī)及盤式電機(jī)進(jìn)行了全方面的比較這也是由盤式電機(jī)自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定，主要特點(diǎn)有軸向短、高功率高轉(zhuǎn)矩密度。

按照上述分類劃分，我司獨(dú)立自主研發(fā)的輪轂/輪邊驅(qū)動(dòng)屬于第三個(gè)梯隊(duì)。2017年至今我們通過對(duì)傳統(tǒng)汽車和現(xiàn)行新能源汽車驅(qū)動(dòng)參數(shù)收集和分類、驅(qū)動(dòng)參數(shù)系列優(yōu)化、電機(jī)及減速機(jī)系列選型及確認(rèn)、國內(nèi)外輪轂/輪邊驅(qū)動(dòng)對(duì)比、樣機(jī)規(guī)格選取、樣機(jī)設(shè)計(jì)及試制、樣機(jī)試驗(yàn)等，在一定程度上取得了相關(guān)科研成果。

我司輪轂驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是將動(dòng)力傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到車輪輪轂內(nèi)，分置車橋兩端組成《驅(qū)動(dòng)橋》，通過電控系統(tǒng)分別控制驅(qū)動(dòng)橋兩端驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的變速、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)等運(yùn)性功能。由于汽車傳統(tǒng)的變速、傳動(dòng)、差速、轉(zhuǎn)向等機(jī)械裝置都顛覆性地被其替代，因此這樣汽車驅(qū)動(dòng)方式亦被稱為“終極方案”，具有高轉(zhuǎn)矩密度的特性和高可靠的水冷結(jié)構(gòu)，并配置防塵裝置，保證整機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠及平穩(wěn)性。