未来电驱动主力 轮毂电机驱动技术解析

文章要点：

轮毂电机驱动研发历史较长，在特种商用车上已经得到不少应用 轮毂电机可以轻易实现四驱，动力效率高，车辆结构也得到简化，有广泛的发展前景

限于制动、密封、平顺性等方面的缺陷，轮毂电机尚未在电动汽车上普及 新能源车现在已经成为汽车行业颇具前瞻性的领域，而新能源车型的驱动技术和传统内燃机汽车有着不小的区别，而其中有一类驱动技术有着很大的发展前景，这就是轮毂电机技术，它和传统的动力系统有何区别呢？它有哪些优点和缺点呢？下面就来看看轮毂电机技术到底有哪些独到之处。

采用轮毂电机技术的福特F-150将此前的所有传动部件通通舍弃不用 笔者注：轮毂严格意义上讲仅指与传动轴连接的法兰、轴承座等部分，不过轮毂这一名词对于普通用户目前更多指的是轮圈，下文中涉及的轮毂一词将涵盖狭义的轮毂和轮圈两部分。 轮毂电机技术简介

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装臵都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。轮毂电机技术并非新生事物，早在1900年，保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车，在20世纪70年代，这一技术在矿山运输车等领域得到应用。

而对于乘用车所用的轮毂电机，日系厂商对于此项技术研

文章要点：

轮毂电机驱动研发历史较长，在特种商用车上已经得到不少应用 轮毂电机可以轻易实现四驱，动力效率高，车辆结构也得到简化，有广泛的发展前景

限于制动、密封、平顺性等方面的缺陷，轮毂电机尚未在电动汽车上普及 新能源车现在已经成为汽车行业颇具前瞻性的领域，而新能源车型的驱动技术和传统内燃机汽车有着不小的区别，而其中有一类驱动技术有着很大的发展前景，这就是轮毂电机技术，它和传统的动力系统有何区别呢？它有哪些优点和缺点呢？下面就来看看轮毂电机技术到底有哪些独到之处。

采用轮毂电机技术的福特F-150将此前的所有传动部件通通舍弃不用 笔者注：轮毂严格意义上讲仅指与传动轴连接的法兰、轴承座等部分，不过轮毂这一名词对于普通用户目前更多指的是轮圈，下文中涉及的轮毂一词将涵盖狭义的轮毂和轮圈两部分。 轮毂电机技术简介

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装臵都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。轮毂电机技术并非新生事物，早在1900年，保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车，在20世纪70年代，这一技术在矿山运输车等领域得到应用。

而对于乘用车所用的轮毂电机，日系厂商对于此项技术研

轮毂电机：分布式驱动系统的典型代表

分析报告

2018年1月出版

1

正文目录

1、轮毂电机：分布式驱动系统的典型代表 ................................................................. 4 1.1、新能源汽车驱动系统：集中式是当下主流，分布式是未来趋势 ...................... 5 1.2、发展历程：美日研究较早，国内依靠并购引进国外先进技术 .......................... 8 2、轮毂电机驱动或是未来新能源车最具前景的底盘技术 ....................................... 10 2.1、轮毂电机优势显著，市场前景可观 .................................................................... 10 2.2、成本高、整车配套改造技术尚未成熟仍是制约轮毂电机产业化的主要原因 13 2.3、轮毂电机或率先在商用车领域推广，逐步过渡到乘用车市场 ........................ 14 3、轮毂电机行业竞争格局 ..........

一、单项选择题

（1）下列电机中实现电能传递功能的是（ ）

A. 直流发电机 B. 直流电动机 C. 三相异步电动机 D. 变压器 （2）测速发电机属于那种类型的电机（ ）

A. 直流发电机 B. 控制电机 C. 交流发电机 D. 变压器 （3）永磁式直流电机属于下面的那种类型（ ）

A. 串励 B. 并励 C. 他励 D. 复励

（4） 电动机启动转矩大，适用于牵引和起重， 电动机转速随负载大小变化的波动小，且可以调节，可用于定速或调速之用。（ ）

A. 他励、串励 B. 串励、并励 C. 串励、他励 D. 并励、串励

（5）当电动机在电枢电流的作用下旋转时，其电枢线圈会切割磁力线这一运动会在电枢中产生感生电动势，该电动势产生的电流方向及其大小分别与下列哪些量有关。（ ）

A. 转向、转速 B. 外加电源方向、转速 C. 转速、外加电源方向 D. 转向、外加电源方向 （6）以下哪个不是直流电机的基本方程（ ）

A. 电动势平衡 B. 能量系统的功率平衡 C. 机械系统转矩平衡 D. 能量平衡 （7）电力拖动系统拖动生产机械稳定运行时，电动机输出转矩的

伺服电机驱动方案介绍富昌电子伺服电机驱动方案的简单介绍 1.处理器：Freescale Cortex-M4,K10/K60系列 Freescale DSC 56F84XX系列 2.驱动器：采用Infineon的PIM:XXXXX 输入380VAC,输出功率：10~15KW,可以与BYD的功率模块pintopin兼容 3.方案由主控板和驱动板通过扣板方式连接组成，主控板可以根据不同的需要做相应的更换，如 更换为K60,K10,56F84XX,MCP dsPIC,甚至TI DSP等； 4.主要技术指标： 输出功率：10KW~15KW 转速：5000 转速精度： 0.1% 转速比：100 扭矩： 编码器精度：12bit 电流传感器精度：0.2% 电机类型：PMSM,BLDC 5.只要更换驱动板，就可以支持不同功率等级的伺服电机； 6.只实现最基本的伺服电机控制功能，不针对于某个领域，当应用在某个专用方向时，需要配合 相应的上位机软件调试新的功能； 7.富昌电子竞争优势：提供贴近用户需求的整体解决方案，甚至是定制方案，为客户提供第二设 计方案，可以满足60%以上的中低端应用

MCU platform: Low-end:8bit~32bit,from S

课程设计

步进电机驱动电路设计

摘 要

随着数字化技术发展，数字控制技术得到了广泛而深入的应用。步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件, 具有快速起动和停止的特点。因为步进电动机组成的控制系统结构简单，价格低廉，性能上能满足工业控制的基本要求，所以广泛地应用于手工业自动控制、数控机床、组合机床、机器人、计算机外围设备、照相机,投影仪、数码摄像机、大型望远镜、卫星天线定位系统、医疗器件以及各种可控机械工具等等。直流电机广泛应用于计算机外围设备( 如硬盘、软盘和光盘存储器) 、家电产品、医疗器械和电动车上, 无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢, 并且在航空、航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。在电工设备中的应用，除了直流电磁铁（直流继电器、直流接触器等）外，最重要的就是应用在直流旋转电机中。在发电厂里，同步发电机的励磁机、蓄电池的充电机等，都是直流发电机；锅炉给粉机的原动机是直流电动机。此外，在许多工业部门，例如大型轧钢设备、大型精密机床、矿井卷扬机、市内电车、电缆设备要求严格线速度一致的地方等，通常都采用直流电动机作为原动机来拖动工作机械的。直流发电机通常是作为直流电源，向负载输出电能；直流电动机则是作为原动

Harbin Institute of Technology

课程学术报告

课程名称： 电机与电器学科最新发展动态 设计题目： 电机驱动技术的发展现状及前

景展望

姓 名： 王胤燊 学 号： 11S006014 指导教师： 梁维燕院士 邹继斌教授

杨贵杰教授 翟国富教授

时 间： 2012.7.10

哈尔滨工业大学

电机与电器学科最新发展动态 电机驱动技术的发展现状及前景展望

王胤燊

（哈尔滨工业大学 电气工程系，黑龙江 哈尔滨 150001）

摘要：一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展，这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。这篇文

Harbin Institute of Technology

课程学术报告

课程名称： 电机与电器学科最新发展动态 设计题目： 电机驱动技术的发展现状及前

景展望

姓 名： 王胤燊 学 号： 11S006014 指导教师： 梁维燕院士 邹继斌教授

杨贵杰教授 翟国富教授

时 间： 2012.7.10

哈尔滨工业大学

电机与电器学科最新发展动态 电机驱动技术的发展现状及前景展望

王胤燊

（哈尔滨工业大学 电气工程系，黑龙江 哈尔滨 150001）

摘要：一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展，这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。这篇文

几种车用驱动电机技术发展及其比较

应用在电动汽车上的电动机主要有直流电动机、 交流感应电动机、永磁无刷电动机和开关磁阻电动机四类。

现代电动汽车驱动电动机的基本性能比较

项目 功率密度 峰值效率（%） 负荷效率（%） 转速范围

4000~8000

（r/min） 可靠性 结构坚固性 电机尺寸 电动机质量 电动机成本

10

（美元/kW） 控制操作性能 控制器成本 综合评价

最好 低 差

好 高 一般（坚固）

好 高 优（高效）

好 一般 较优

8~10

10~15

8~10

一般 差 大 重

好 好 中 中

优秀 一般 小 轻

好 优秀 小 轻

12000~15000

4000~10000

>15000

直流电动机

低 85~89 80~87

交流感应电动机

中 90~95 90~92

永磁无刷电动机

高 95~97 85~97

开关磁阻电动机

较高 <90 78~86

资料来源：闫大伟 陈世元.电动汽车驱动电机性能比较[J] .汽车电器，2004年第2期：4-6

直流电动机在电动汽车中应用最早，具有起步加速牵引力大、控制系统较简单、控制性能好

等优点，但其缺点是有机械换向器和机械式电刷，电机运转不 能太高，过载能力、转速范围、功率体积比、功率重量比、系统效率、

实验六 步进电机驱动电路的搭建

1． 实验任务

（1）步进电机的控制

该电路为L297和L298组合的固定斩波频率的PWM恒流斩波驱动电路，适用于两相双极性步进电机。利用单片机控制步进电机，编写程序输出脉冲序列到步进电机专用控制芯片L297的CLOCK端，以此来驱动步进电机转动，通过时钟输入端CLOCK调节脉冲宽度来控制步进电机加速、减速，方向控制端CW/CCW控制步进电机正、反转。步进电机的转速应由慢到快逐步加速，并且脉冲频率的速度不能大于电机的反应速度，否则步进电机将会出现失步现象。

（2）直流电机的控制

采用定时器做为脉宽控制的定时方式，单片机控制口一端置低电平，另一端输出PWM信号，电机转速的调节通过软件编程改变PWM的占空比来实现，电机正反转则通过两口的输出切换实现，输入信号端IN1接高电平，输入端IN2接低电平时电机正转。（反之，如果信号端IN1接低电平，IN2接高电平，电机反转）。如果无须调速可将两引脚接5V，电机将工作在最高速状态。

2． 电机驱动芯片介绍

L297是意大利SGS半导体公司生产的步进电机专用控制器，它能产生4相控制信号，可

用于单片机控制的两相双极和四相单相步进电机，能够用单四拍、双四拍、四相八拍