新车技术：SIM-Drive的轮内马达

wuchql

新车技术：SIM-Drive的轮内马达--采用外转子不经由减速齿轮进行驱动

日本的电动汽车(EV)风险公司SIM-Drive公开了配备轮内马达的先行开发车情况(图1，表)。先行开发车预定2011年春季公开，是5座小型车，电池容量约为26kWh，持续行驶距离约为300km。由于马达嵌入在车轮内，因此虽然是小型车，却能确保宽敞的车内空间。

2011-5-18 22:28

2011-5-18 22:29

此次开发的轮内马达的特点是，采用不经由减速齿轮、而是直接驱动车轮的高效直接驱动方式。该公司社长、庆应义塾大学教授清水浩表示，包括2004年开发的EV概念车“Eliica”在内，已经试制了多款EV概念车，但此次是首次使用不经由减速齿轮的轮内马达。
去掉减速齿轮的理由包括：提高了马达的永久磁铁、线圈密度和铁心等的性能，以及采用了容易输出扭矩的外转子构造。外转子的构造比内转子复杂，不过磁铁可配置在离轴较远的位置，因此具有可提高扭矩的优点。所以，能够不经由减速齿轮也能确保充分的扭矩。
通过去掉减速齿轮，“可将持续行驶距离延长约20%”(清水)，开发车辆利用约26kWh的锂离子充电电池确保了约300km的持续行驶距离。锂离子充电电池采用东芝制造的“SCiB”。由于SCiB的负极材料使用LTO(钛酸锂)，电池电压为2.4V左右，低于使用石墨时的3.6V，为了确保电池电压，需要配备大量单元。SIM-Drive没有公开电池电压和马达的驱动电压。
马达的效率最大为97%，在JC08模式下加速时约为80%。据SIM-Drive介绍，使用减速齿轮时的最大效率也是97%，不过在接近实际行驶条件的JC08模式下会变低。
扭矩密度达到Eliica的5倍
马达的内部构造如上所述，组合使用了内定子(Inner Stator)和外转子。与Eliica等采用的内转子和外定子构造截然相反。此次开发的马达，每台的最高输出功率为65kW，最大扭矩为700N•m。开发车辆在四个车轮中嵌入了马达，最高输出功率为260kW，最大扭矩为2800N•m。加速性能为0.6G，与排量为4.0L的车型相当，可以平稳加速。马达单位重量的扭矩密度由Eliica的3N•m/kg增至约5倍的14N•m/kg。
转子由铁心和壳体组成。铁心分为4部分，每个铁心以5mm左右的间隔沿旋转方向配置在壳体上(图2)。通过以一定的间隔配置铁心，减小了转子的顿转扭矩(Cogging Torque，扭矩不均)。在壳体内侧设置了用来固定铁心的沟槽。铁心中嵌入了钕类永久磁铁。考虑到操作性，制造时没有对磁铁进行磁化，而是将铁心嵌入壳体后，在电场中进行磁化。

2011-5-18 22:29

电磁钢板采用每枚为0.35mm的量产品。与2004年的电磁钢板相比，降低了涡电流。绕线机的性能也得到提高，因此还提高了占积率。
先行开发车使用的马达由SIM-Drive负责开发和制造，不过为了在2013年前后开始量产，该公司还将向台湾电机厂商东元电机(TECO Electric & Machinery)提供制造技术。其他厂商如果有意向也可以向其提供技术。

2011-5-18 22:30

转子直径为300mm(图3)，定子进行了集中绕线，马达收纳在15英寸的轮胎内侧。定子经由壳体利用螺钉与悬挂固定在一起(图4)。定子与壳体通过咬合沟槽进行固定。该公司计划今后备齐直径为200mm的中型产品和100mm的小型产品。3种马达将根据不同车辆区分使用。
轮内马达被指存在簧下质量增加，导致车体振动增大的问题。对此，SIM-Drive认为，“虽然还取决于路面状况，但包括发动机车和EV在内，假设振动在20～30km/h左右的低速区时会达到峰值。如果簧下质量增加，峰值会向低速侧平行移动，因此可改善包括高速区在内的整体乘坐舒适性”(SIM-Drive技术顾问吉田宽)。

2011-5-18 22:31

y4310

非常关注，帮顶！

gaoxe

马达的效率最大为97%  异想天开？

zhishaofeng

给力！！

zhishaofeng

给力！！

冬日暖阳

给力！！

lfporlmn

很好很强大！！

franklou

有没有在车上方面的的应用呢？
国内有没有关于这方面的研究呢？

yintingfeng

高性能电机是继高性能电池后的又一研究课题。

xian-HEV

回复 1# wuchql


    享了

守株待兔

谢谢楼主分享！

emxujh

回复 1# wuchql

跟轮毂电机有什么不同？

yintingfeng

这个构思不错，有创意。