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      雅騰電機

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      淺談輪轂電機的應用及發展趨勢

      2021-12-20

      輪轂電機技術早期主要是應用于汽車領域,可以簡單理解為將電機與輪胎集成在輪轂內,取消掉傳統汽車的機械傳動部件,如減速器、傳動軸、差速器、半軸等大量部件,作為動力直接驅動汽車,這是一種顛覆性的驅動方式。

      隨著工業發展,這種傳動結構簡單、能量轉換高效的輪轂電機產品應用得到了大大的拓展,如:無人駕駛汽車、電動車、電助力自行車、老年代步車、電動滑板車、平衡車、智能機器人、巡檢機器人、自動導引運輸車、AGV底盤等等領域。不同領域對于輪轂電機要求也不一樣,特別是對輪轂電機的控制要求方面。這也使得輪轂電機技術在一定程度上得到了飛速發展及變革。


      輪轂電機在以下幾個領域中的應用:

      1、汽車領域用輪轂電機:

      作為最早期的應用之一,輪轂電機其具有高效率、高度集成、空間利用率高、控制方便等優點,但目前市面上所見不多,主要應用于一些特定的場地用車、沒有大規模的應用,基本上停留在概念車、測試車或者限量版階段,這種被汽車業界認為是未來新能源最佳驅動解決方案,因其改變了傳統汽車的驅動系統,增加了簧下質量,影響了整車的操控性能,在安全性、可靠性方面都有待更多的驗證,同時也面臨著防水、防塵、防震、散熱(目前已有公司正在研究電機水冷、風冷技術)等更多技術上的挑戰。還有技術革新帶來的汽車產業架構調整等等。

      2、智能機器人用輪轂電機:

      用于一些高檔餐廳的送餐機器人,從客人落座到送餐上桌全流程服務,能有效替代或部份替代餐廳服務員的工作,,另外比較常見有應用于酒店接待、商超服務、公共場所消毒、測溫等等場景的服務類智能機器人,為人類生活提供了極大的便利。輪轂電機在該領域做為承載和驅動行走部件都發揮著重要作用。

      3、AGV/AMR底盤(兩驅/四驅)用輪轂電機:

      機器人底盤(AGV/AMR底盤)主要承載著機器人的定位、導航、避障、移動等基礎功能,是非常重要的硬件模塊。這類自主移動底盤主要用于各行業應用的二次開發,通過底盤移動+整機功能交互協作完成機器人特定作業任務。對電機性能要求相對較高(載重、位置鎖定、可靠性、越障、爬坡、安全性、精度等),對于戶外作業用途的應用還有更高防護等級要求。

      4、巡檢機器人用輪轂電機:

      著社會的進步,變電站自動化水平不斷提高,無人值守的現狀愈發普遍,變電站作為電力系統的關鍵所在,其安全性對人們的生產和生活都有重要影響,而傳統的巡檢方式已經不能滿足現代變電站的發展,取而代之的是智能巡檢機器人。相對于傳統人力巡檢,其主要優點有操作靈活,不受外界天氣影響,以及無體力限制等。智能巡檢機器人還廣泛應用于其它行業,如油氣運輸、交通軌道、智慧農場等等。

      5、電動滑板車用輪轂電機:

      近些年以代步工具、個人出行的概念風靡,市場上相繼出現質量輕巧、外觀精美又不乏性能優越的電動滑板車(可細分為兩輪及四輪滑板車)這種新型產品,與傳統滑板車不同,安裝上輪轂電機、驅動及電池后的電動滑板車,在滿足小眾極限運動的同時又可作為代步工具給人們的出行帶來便利,在電動滑板業界,因其產品新穎、發展勢頭良好及市場潛力巨大,深受國際資本市場的關注及青睞。作為一項極限運動項目,部分品牌廠家也會自發組織競賽活動等,為吸引更多的滑板愛好者參與及了解,推動著電動滑板市場發展及提升自身品牌形象。

      6、電動自行車用輪轂電機:

      電動自行車用輪轂電機是目前應用最多、也是最成熟的產品,絕大多數的電動自行車(其中不乏一線大牌的電動車品牌)基本上都是采用的輪轂電機。傳統的鏈傳式結構已被取代。因其市場體量巨大,經過多年發展,已經形成了非常成熟的產業結構,同時也極大地降低了電機成本,在供應鏈配套完善的江浙一帶,電動車用輪轂電機的生產企業競爭已經趨于白熱化,這也使得生產這類輪轂電機企業的利潤空間正被逐步壓縮。

      另外,輪轂電機還更多的應用于消費類的產品,如:扭扭車、行李箱等,也有應用于大型、高端醫療器械的案例,作為設備的電動助力使用。隨著社會的發展,相信未來會有更多的應用領域被造物者們發現。


      輪轂電機未來的發展趨勢:

      隨著國際社會對于能源消耗及環保的關注,未來的產品都會向著更智能更節能環保的趨勢發展,對于輪轂電機本身及其控制技術都將迎來新的挑戰,更趨向于輕量化的設計,使其結構更緊湊,并在輪轂電機散熱方面做設計優化。目前常見的輪轂電機有充氣胎、實心胎等,雖然實心胎平時使用可以做到免維護,但時間長了之后難免會有輪胎磨損的情況,這時輪胎與電機如何做快拆設計(無需返廠售后)、分離更換對電機設計者又是一個新的考驗。同時基于電子技術的發展和對軟件算法的研究,各個應用領域對于輪轂電機的控制也有更高的要求(主要是算法),通過電機本體結構優化(電機效率)與驅動控制提高(算法)的相互結合,使整套輪轂動力系統發揮其最大效能。

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