輪轂電機(jī)的案例
輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)簡(jiǎn)析
圖8 PD18輪轂電機(jī)在新底盤平臺(tái)搭載示意圖
6 結(jié) 語
輪轂電機(jī)產(chǎn)品所具有的系統(tǒng)高度集成化特點(diǎn)，符合氫燃料和智能化以及新型通用化電動(dòng)汽車平臺(tái)發(fā)展的應(yīng)用需求。簧下質(zhì)量、制動(dòng)系統(tǒng)、密封性能等技術(shù)攻克，電子件冗余精簡(jiǎn)及國產(chǎn)降低成本方案，制造工藝及核心裝備開發(fā)，產(chǎn)業(yè)上下游同步工程等，仍是輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程需要持續(xù)解決難點(diǎn)。加深輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的國際合作，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)、工藝、成本等優(yōu)勢(shì)融合互補(bǔ)，可以提升輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)化的市場(chǎng)前景。國家制造戰(zhàn)略政策、分布式驅(qū)動(dòng)及智能汽車等技術(shù)推廣，將是促進(jìn)輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的契機(jī)。
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輪轂電機(jī)
“輪轂電機(jī)”說白了就是將車子的“動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)”集成到一起而設(shè)計(jì)出來的電機(jī)。
輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，早在1900年，保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對(duì)于乘用車所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開展較早，目前處于領(lǐng)先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。
輪轂電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)1：省略大量傳動(dòng)部件，讓車輛結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單
對(duì)于傳統(tǒng)車輛來說，離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的，而這些部件不但重量不輕、讓車輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題。但是輪轂電機(jī)就很好地解決了這個(gè)問題。
展開 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
對(duì)于輪轂電機(jī)而言，其技術(shù)要求主要為輪轂電機(jī)需要有較高的轉(zhuǎn)矩密度，同時(shí)為了滿足汽車的快速啟動(dòng)以及加速等動(dòng)作，輪轂電機(jī)需要有較寬的抗過載能力，同時(shí)在此范圍內(nèi)還需保持較高的頻率，輪轂電機(jī)還需具備在各種惡劣天氣下運(yùn)行的能力，在惡劣環(huán)境下還需保持較高的精度。
圖1 輪轂電機(jī)外觀
2 輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式
2.1 內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)
按照輪轂電機(jī)的不同驅(qū)動(dòng)形式，可以分為內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)和外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)兩大類，其中內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為1500r/min。內(nèi)轉(zhuǎn)子對(duì)于電機(jī)的要求并不高，由于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)引入了減速機(jī)構(gòu)，使得輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜從而增加了汽車的非簧載能力，在學(xué)術(shù)界日本對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的研究較深，日本的重點(diǎn)大學(xué)慶應(yīng)義塾大學(xué)與多家汽車公司一起合作開發(fā)出ECO，采用內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車型號(hào)以及研發(fā)單位如表1所示。
展開 輪轂電機(jī)技術(shù)詳解（圖）
輪轂電機(jī)技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù)，它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化。
輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，早在1900年，保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對(duì)于乘用車所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開展較早，目前處于領(lǐng)先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù)，在2011年上海車展展出的瑞麒X1增程電動(dòng)車就采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。
本文通過簡(jiǎn)單易懂的圖解方式來進(jìn)一步闡述輪轂電機(jī)技術(shù)。
輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)子型式主要分成兩種結(jié)構(gòu)型式：內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。其中外轉(zhuǎn)子式采用低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min，無減速裝置，車輪的轉(zhuǎn)速與電機(jī)相同；而內(nèi)轉(zhuǎn)子式則采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，配備固定傳動(dòng)比的減速器，為獲得較高的功率密度，電機(jī)的轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000r/min。隨著更為緊湊的行星齒輪減速器的出現(xiàn)，內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī)在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競(jìng)爭(zhēng)力。輪轂電機(jī)的種類
有刷電機(jī)和無刷電機(jī)，由于效率太低，車用有刷電機(jī)被逐步淘汰。
有傳感器和無傳感器，有的電動(dòng)自行車必須踩一下才能行駛，因?yàn)槔锩鏇]有傳感器。它直接測(cè)量電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)而知道轉(zhuǎn)子的位置，進(jìn)行換相。啟動(dòng)前想知道轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)位置必須使用傳感器。
有齒輪和無齒輪，為了防止磁鋼退磁而減小啟動(dòng)電流的電機(jī)必須使用減速齒輪來提高啟動(dòng)效率。磁鋼材料改進(jìn)后，就不一定要齒輪。
有離合機(jī)構(gòu)和無離合機(jī)構(gòu)，使用輪轂電機(jī)的電動(dòng)自行車無電騎行會(huì)有電磁阻力，使用離合機(jī)構(gòu)可減小電磁阻力。也可以使用離合機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)齒輪轉(zhuǎn)速比。
展開 輪轂電機(jī)在新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用剖析
雖然輪轂電機(jī)還面臨其他問題的挑戰(zhàn)，但依舊有越來越多的國內(nèi)汽車廠商和電機(jī)生產(chǎn)商開始注意到這項(xiàng)技術(shù)，比如一汽-大眾和廣汽傳祺純電動(dòng)汽車都曾嘗試使用過輪轂電機(jī)。
國內(nèi)研發(fā)輪轂電機(jī)的企業(yè)屈指可數(shù)，但也不乏勇于開拓的新軍出現(xiàn)。
亞太股份以參股方式投資斯洛文尼亞輪轂電機(jī)技術(shù)公司1000萬歐元，并在中國設(shè)立了合資公司，這正是對(duì)輪轂電機(jī)未來充滿自信的表現(xiàn)。
歐陽明高院士：輪轂電機(jī)將成為變革【滑板底盤】的顛覆性技術(shù)
歐陽明高指出，現(xiàn)在大量采用分布式驅(qū)動(dòng)來做滑板底盤，比方說雙電機(jī)、三電機(jī)。現(xiàn)在三電機(jī)又開始出現(xiàn)集中電機(jī)和輪邊電機(jī)，還有直接用輪邊電機(jī)，分布式驅(qū)動(dòng)又有好幾種方式。最終的顛覆性是用輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)會(huì)給整個(gè)底盤的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向帶來更加革命性的變化。
國外現(xiàn)在開發(fā)所謂的e—corner，所有的都在驅(qū)動(dòng)、懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向都靠輪轂電機(jī)，四個(gè)輪子一塊板，上面放車架，這是顛覆性的。
歐陽明高還強(qiáng)調(diào)采用輪轂電機(jī)方案，來做滑板底盤具有4大優(yōu)勢(shì)：
第一，空間和能量增加。
第二，驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)都靠輪轂電機(jī)。
第三，靈活，原地打轉(zhuǎn)，各種各樣的功能。
第四，更好地支持全自動(dòng)駕駛，這是全自動(dòng)駕駛非常貼切的一種電動(dòng)化底盤。
隨著Rivian在美國上市，備受資本市場(chǎng)投資者歡迎，滑板底盤一時(shí)間成為了行業(yè)熱點(diǎn)話題，而輪轂電機(jī)則不太為人熟知。
什么是輪轂電機(jī)？
輪轂電機(jī)是將車輛的“動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)”集成到一起而設(shè)計(jì)出來的電機(jī)。
傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的傳動(dòng)方案是，把電機(jī)的輸出扭矩通過變速器和差速器等傳遞到車輪。而輪轂電機(jī)技術(shù)是將電機(jī)裝在輪轂內(nèi)，不經(jīng)過任何機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳遞，直接驅(qū)動(dòng)車輪。
輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，知名的汽車大師費(fèi)迪南德·保時(shí)捷就在1896年獲得到了英國賦予的輪轂電機(jī)發(fā)明專利，裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)車也隨之誕生。2003年通用汽車將自行研制的輪轂電機(jī)應(yīng)用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量?jī)H增加15Kg，但產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。
對(duì)于傳統(tǒng)車輛來說，離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的，而這些部件不但質(zhì)量重、讓車輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題。
展開 輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)簡(jiǎn)析
表1 PD18永磁同步輪轂電機(jī)基本參數(shù)
1.1 PD18輪轂電機(jī)研發(fā)里程
圖1 PD18輪轂電機(jī)研發(fā)里程
1.2 PD18輪轂電機(jī)開發(fā)流程
圖2 PD18輪轂電機(jī)設(shè)計(jì)測(cè)試流程
2 PD18輪轂電機(jī)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)難點(diǎn)
2.1 簧下質(zhì)量對(duì)車輛性能的影響
歐陽明高院士：輪轂電機(jī)將成為變革【滑板底盤】的顛覆性技術(shù)
歐陽明高指出，現(xiàn)在大量采用分布式驅(qū)動(dòng)來做滑板底盤，比方說雙電機(jī)、三電機(jī)。現(xiàn)在三電機(jī)又開始出現(xiàn)集中電機(jī)和輪邊電機(jī)，還有直接用輪邊電機(jī)，分布式驅(qū)動(dòng)又有好幾種方式。最終的顛覆性是用輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)會(huì)給整個(gè)底盤的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向帶來更加革命性的變化。
國外現(xiàn)在開發(fā)所謂的e—corner，所有的都在驅(qū)動(dòng)、懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向都靠輪轂電機(jī)，四個(gè)輪子一塊板，上面放車架，這是顛覆性的。
歐陽明高還強(qiáng)調(diào)采用輪轂電機(jī)方案，來做滑板底盤具有4大優(yōu)勢(shì)：
第一，空間和能量增加。
第二，驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)都靠輪轂電機(jī)。
第三，靈活，原地打轉(zhuǎn)，各種各樣的功能。
第四，更好地支持全自動(dòng)駕駛，這是全自動(dòng)駕駛非常貼切的一種電動(dòng)化底盤。
隨著Rivian在美國上市，備受資本市場(chǎng)投資者歡迎，滑板底盤一時(shí)間成為了行業(yè)熱點(diǎn)話題，而輪轂電機(jī)則不太為人熟知。
什么是輪轂電機(jī)？
輪轂電機(jī)是將車輛的“動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)”集成到一起而設(shè)計(jì)出來的電機(jī)。
傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的傳動(dòng)方案是，把電機(jī)的輸出扭矩通過變速器和差速器等傳遞到車輪。而輪轂電機(jī)技術(shù)是將電機(jī)裝在輪轂內(nèi)，不經(jīng)過任何機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳遞，直接驅(qū)動(dòng)車輪。
輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，知名的汽車大師費(fèi)迪南德·保時(shí)捷就在1896年獲得到了英國賦予的輪轂電機(jī)發(fā)明專利，裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)車也隨之誕生。2003年通用汽車將自行研制的輪轂電機(jī)應(yīng)用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量?jī)H增加15Kg，但產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。
對(duì)于傳統(tǒng)車輛來說，離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的，而這些部件不但質(zhì)量重、讓車輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題。
展開 Saietta展示輪轂電機(jī)技術(shù) 可用于市內(nèi)電動(dòng)車
該用于智能移動(dòng)平臺(tái)的輪轂電機(jī)版本就是我們不斷進(jìn)取的一個(gè)例子。我們并非要成為平臺(tái)制造商，只是開發(fā)了一個(gè)底盤來展示我們輪轂電機(jī)的實(shí)力。Saietta希望與平臺(tái)開發(fā)人員合作，形成互補(bǔ)。最終，我們相信市內(nèi)電動(dòng)汽車將實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛，而我們的輪轂電機(jī)技術(shù)將在該市場(chǎng)中發(fā)揮重要作用。”
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2025大賽優(yōu)秀作品 | 電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)多學(xué)科仿真設(shè)計(jì)集成平臺(tái)
作品名稱：電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)多學(xué)科仿真設(shè)計(jì)集成平臺(tái)
作者： 史浩然 | 比亞迪股份有限公司
關(guān)鍵詞：永磁同步輪轂電機(jī)；集成設(shè)計(jì)平臺(tái)；多學(xué)科設(shè)計(jì)；有限元；二次開發(fā)；數(shù)據(jù)庫管理
作者說
Ansys作為一款專業(yè)的仿真工具，涵蓋了電磁學(xué)、熱學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等各大領(lǐng)域。各學(xué)科領(lǐng)域均有標(biāo)準(zhǔn)化的工作流，同時(shí)具備強(qiáng)大的API，支持基于多種編程語言完成二次開發(fā)。新版本Ansys在界面美觀性及工具鏈的集成性上均有很大的提升，令仿真開發(fā)人員獲得了極好的使用體驗(yàn)。
電機(jī)電磁場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及溫度場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)一體化
電機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程復(fù)雜且涉及力、熱、電磁等多物理場(chǎng)及其耦合。當(dāng)前的策略多采用獨(dú)立的仿真軟件對(duì)單個(gè)物理場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，缺乏統(tǒng)一設(shè)計(jì)平臺(tái)和數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)效率低、多學(xué)科設(shè)計(jì)流程割裂等實(shí)際問題。本案例以實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)多學(xué)科仿真一體化設(shè)計(jì)為核心目標(biāo)，利用參數(shù)化仿真、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)手段來構(gòu)建集成仿真平臺(tái)及其數(shù)據(jù)管理和交互系統(tǒng)，開發(fā)了輪轂電機(jī)多學(xué)科仿真設(shè)計(jì)集成平臺(tái)，平臺(tái)集成了電機(jī)電磁場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)與溫度場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)模塊，可實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)多學(xué)科的一鍵式自動(dòng)化仿真，同時(shí)能夠?qū)Χ鄬W(xué)科的輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理。該集成平臺(tái)極大簡(jiǎn)化了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程并提高了設(shè)計(jì)效率與質(zhì)量。
挑戰(zhàn)/需求
企業(yè)希望借助集成化、自動(dòng)化的仿真工具簡(jiǎn)化電機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)流程，降低仿真軟件使用門檻，便捷管理繁雜的仿真設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；仿真工具操作盡量簡(jiǎn)潔，同時(shí)具備必要的數(shù)據(jù)可視化功能，從而減少開發(fā)人員的重復(fù)性工作，提高電機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)效率。
展開 轉(zhuǎn)子斜極對(duì)永磁輪轂電機(jī)性能影響的研究
本文針對(duì)機(jī)場(chǎng)擺渡車，設(shè)計(jì)一臺(tái)額定功率60 kW，額定轉(zhuǎn)矩2 500 N·m的外轉(zhuǎn)子表貼式永磁輪轂電機(jī)，較好地滿足機(jī)場(chǎng)擺渡車運(yùn)行速度低、運(yùn)行穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。首先給出電機(jī)的基本參數(shù)尺寸，其次利用有限元軟件計(jì)算了電機(jī)的空載特性和負(fù)載特性，最后分析永磁體斜極對(duì)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、反電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的影響，綜合得出電機(jī)最優(yōu)尺寸。
1 永磁輪轂電機(jī)主要尺寸
機(jī)場(chǎng)擺渡車用輪轂電機(jī)需要在高溫下運(yùn)行，通常定子繞組溫度能達(dá)到200 ℃，轉(zhuǎn)子外殼溫度可達(dá)160 ℃。同時(shí)電機(jī)在轉(zhuǎn)速較低情況下要提供較大轉(zhuǎn)矩，并且要有較強(qiáng)過載能力，因此電機(jī)選擇直接將轉(zhuǎn)子安裝在車圈上的外轉(zhuǎn)子表貼式結(jié)構(gòu)。綜合考慮電機(jī)在機(jī)場(chǎng)擺渡車車輪中的應(yīng)用，基本電機(jī)尺寸如表1所示。
展開 轉(zhuǎn)子斜極對(duì)永磁輪轂電機(jī)性能影響的研究
本文針對(duì)機(jī)場(chǎng)擺渡車，設(shè)計(jì)一臺(tái)額定功率60 kW，額定轉(zhuǎn)矩2 500 N·m的外轉(zhuǎn)子表貼式永磁輪轂電機(jī)，較好地滿足機(jī)場(chǎng)擺渡車運(yùn)行速度低、運(yùn)行穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。首先給出電機(jī)的基本參數(shù)尺寸，其次利用有限元軟件計(jì)算了電機(jī)的空載特性和負(fù)載特性，最后分析永磁體斜極對(duì)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、反電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的影響，綜合得出電機(jī)最優(yōu)尺寸。
1 永磁輪轂電機(jī)主要尺寸
機(jī)場(chǎng)擺渡車用輪轂電機(jī)需要在高溫下運(yùn)行，通常定子繞組溫度能達(dá)到200 ℃，轉(zhuǎn)子外殼溫度可達(dá)160 ℃。同時(shí)電機(jī)在轉(zhuǎn)速較低情況下要提供較大轉(zhuǎn)矩，并且要有較強(qiáng)過載能力，因此電機(jī)選擇直接將轉(zhuǎn)子安裝在車圈上的外轉(zhuǎn)子表貼式結(jié)構(gòu)。綜合考慮電機(jī)在機(jī)場(chǎng)擺渡車車輪中的應(yīng)用，基本電機(jī)尺寸如表1所示。
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輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化設(shè)計(jì)
輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)向節(jié)輕量化設(shè)計(jì).zip
摘要 本報(bào)告使用Altair公司提供的HyperMesh軟件以及OptiStruct的結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能，對(duì)輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)向節(jié)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文重點(diǎn)介紹了在汽車極限左轉(zhuǎn)向工況下轉(zhuǎn)向節(jié)的約束載荷，以及結(jié)合制造工藝中最小成員尺寸約束進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，使其達(dá)到輕量化，且對(duì)于轉(zhuǎn)向節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)向節(jié) 拓?fù)鋬?yōu)化 輕量化 變密度法
1汽車輕量化設(shè)計(jì)背景介紹
在當(dāng)今汽車工業(yè)中，減輕設(shè)計(jì)重量和縮短設(shè)計(jì)周期是兩個(gè)突出的問題。汽車輕量化設(shè)計(jì)開始占據(jù)了汽車發(fā)展的主要地位，但是簡(jiǎn)單的汽車輕量化設(shè)計(jì)卻是一把雙刃劍，它在減輕汽車重量的同時(shí)，也犧牲了車輛的強(qiáng)度和剛度。在此情況下，Altair公司的有限元分析技術(shù)以及優(yōu)化技術(shù)在汽車行業(yè)獲得了非常成功的應(yīng)用。特別是對(duì)于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的汽車零件，HyperWorks的有限元分析技術(shù)、拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)使得很多材料的潛能及鑄造的優(yōu)勢(shì)得到了充分的發(fā)揮。
轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車的重要安全零部件。該零件在原始設(shè)計(jì)中，由于整個(gè)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，只能作定性分析和類比估算。在確定實(shí)際結(jié)構(gòu)時(shí)，往往選擇的安全系數(shù)過大，致使設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)過于笨重、粗大。另外，由于對(duì)實(shí)際的受力點(diǎn)未能完全把握，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料分布不夠均勻，鑄造工藝性較差。
2有限元模型建立及分析
轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)其它零部件相連的同時(shí)，通過法蘭盤的制動(dòng)器安裝孔進(jìn)行定位。由于整車全工況有限元模型的計(jì)算量太龐大，導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間過長，因此僅選取在極限左轉(zhuǎn)向工況下，轉(zhuǎn)向節(jié)模型與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件和輪轂電機(jī)相連接的六個(gè)節(jié)點(diǎn)作為輸入載荷點(diǎn)，單獨(dú)對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)模型進(jìn)行優(yōu)化。
展開 這款電動(dòng)巴士80%零件3D打印，Local Motors訂購數(shù)千臺(tái)輪轂電機(jī)要量產(chǎn)
2021年6月28日，南極熊獲悉，Local Motors公司與英國電動(dòng)馬達(dá)制造商Protean Electric簽訂了一份為期三年的合同，Local Motors公司訂購數(shù)千臺(tái)Protean的輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這筆交易價(jià)值730萬美元。電機(jī)將被安裝在Local Motors的Olli 2.0無人駕駛巴士上，也就是說Local Motors將開始量產(chǎn)電動(dòng)巴士，這些巴士80%的零部件是3D打印的。
雖然2016年發(fā)布的Olli是由Local Motors和IBM開發(fā)的，但2019年發(fā)布的Olli 2.0是由Robotic Research的AutoDrive來驅(qū)動(dòng)，這是一個(gè)自駕駛系統(tǒng)動(dòng) ，"使車輛能夠在多樣化的復(fù)雜交通環(huán)境中思考、感知和導(dǎo)航"。而且，第一輛Olli只有30%部位是3D打印的，Olli 2.0使用辛辛那提公司的大型增材制造系統(tǒng)，3D打印部位比例達(dá)80%。Local Motors公司還表示，建造Olli車身的聚合物是100%可回收的。
這款巴士的電機(jī)也換了，Olli 1.0車型采用的是車軸電機(jī)，而較新的車型則依靠Protean的輪轂電機(jī)。輪轂電機(jī)是為了增加乘客空間，同時(shí)也提高車輛的續(xù)航能力和可靠性。一個(gè)明顯好處是，Olli 2.0能夠在車內(nèi)安裝兩輛輪椅 。
Local Motors公司總裁Vikrant Aggarwal說："現(xiàn)在，Olli正在世界各地上路，它真正改變了我們看待交通的方式，為出行提供了一種智能、安全、可持續(xù)的選擇。ProteanDrive輪轂電機(jī)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安靜和可靠的行駛，同時(shí)使我們能夠優(yōu)化車輛設(shè)計(jì)，更好地解決實(shí)際問題。"
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源文件加制作過程錄屏，源文件是workbench，包括幾何，網(wǎng)格，設(shè)置跟結(jié)果。錄屏是全過程錄屏，包括幾何處理，網(wǎng)格劃分，計(jì)算設(shè)置跟后處理，錄屏沒有聲音，關(guān)鍵步驟錄屏中有文字
平臺(tái)軟件：
Ansys 2020版本
淺析新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)
表4 輪轂電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)分析
③ 性能提升對(duì)策
輪轂電機(jī)在性能上面臨的主要問題是簧下質(zhì)量的提升對(duì)舒適性和操控性的影響；與輪轂集成后的散熱問題和制動(dòng)能量回收問題，以及隨之而來的防震、防水和防塵等。主要提升的技術(shù)手段及對(duì)策如表 5 所示。
表5 輪轂電機(jī)性能提升對(duì)策
