轮毂轮边电机工作原理

与单电机集中驱动电动汽车相比，轮毂/轮边电机驱动系统的主要特点在于将总动力分布到多个安装在轮辋的电机中，用电动轮驱动电动汽车行驶。每个轮辋中的电机独立驱动，控制方便，分布灵活。永磁轮毂/轮边电机是一种特殊结构的永磁同步电机，基本原理与永磁同步电机相同，其主要功能是：根据汽车运行工况和负载要求，由控制器提供控制信号，通过功率变换器分配给每个轮毂/轮边电机所需的电压和电流，以控制各电机的运行状态，实施能量变换，即将汽车动力源提供的电能转换为机械能，或将电动轮上的动能转换为电能实现能量反馈。

轮毂/轮边电机驱动系统工作原理如图6-17所示。

当电动汽车在恒速、加速或上坡运行时，动力蓄电池向功率变换器输送直流电，功率变换器根据控制器发出的控制信号将直流电分别转换成四个电机所需的电压和电流，以控制电机的转速和转矩，满足车辆的运行要求。此时电机运行于电动状态，如图6-17（a）所示。

当电动汽车在滑行减速或下坡时，若电动汽车在惯性力克服车轮与地面以及空气阻力后，系统还有足够的动力带动电机旋转，电机感应电动势大于电源的外电压，车轮剩余的动能或势能可转化为电能，通过功率变换器回馈给电源，实现能量回馈，达到节能和提高续驶里程的目的。此时电机运行于回馈制动状态，如图6-17（b）所示。

当电动汽车在制动停车时，由功率变换器供电给各电机产生与电动轮运行方向相反的电磁转矩，起动电磁制动功能。较好的电磁制动能力可减小机械制动的运行频率，避免机械制动固有的热衰退现象，提高机械制动器的使用寿命，同时提高了车辆安全行驶性。电磁制动状态如图6-17（c）所示。

图6-17 轮毂/轮边电机驱动系统工作原理

（a）汽车加速或上坡时；（b）汽车减速或下坡时；（c）汽车制动停车时

在频繁制动与起动的工况中，制动能量约占总驱动能量的50%。据统计，通过能量回馈可以有效降低能耗，使电动汽车一次充电后的行驶里程延长10%～30%。因此，在电动汽车电池能量不足的情况下，提高轮毂/轮边电机驱动总成的制动能量回馈效率显得极为重要。