1. 前言

電動(dòng)車技術(shù)正處在創(chuàng)新與成長(zhǎng)階段，承載汽車運(yùn)動(dòng)性能的底盤技術(shù)是電動(dòng)汽車顛覆式技術(shù)創(chuàng)新的核心之一。輪轂電機(jī)和線控轉(zhuǎn)向（IWMSW）技術(shù)的應(yīng)用正在推動(dòng)底盤技術(shù)顛覆式創(chuàng)新，從而獲得更好的電動(dòng)汽車底盤動(dòng)態(tài)特性和操控性能，同時(shí)結(jié)合制動(dòng)能量回收技術(shù)，更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

這種顛覆式的技術(shù)對(duì)底盤構(gòu)架、對(duì)底盤控制，包括軟件和硬件的影響將是深遠(yuǎn)的。本文通過(guò)整理國(guó)際上創(chuàng)新技術(shù)文獻(xiàn)資料，論述了電動(dòng)車底盤現(xiàn)狀和其技術(shù)可行性。

2. 電動(dòng)車底盤的技術(shù)動(dòng)向

在汽車革命性的電動(dòng)化道路上，由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)具有低噪音、優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和良好的控制性等優(yōu)勢(shì)，電驅(qū)動(dòng)應(yīng)用在底盤技術(shù)創(chuàng)新、提升整車駕駛性方面將大有作為。在電驅(qū)動(dòng)的早期結(jié)構(gòu)中（圖1），電動(dòng)機(jī)只是取代了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，成為了動(dòng)力輸出單元，沒(méi)有對(duì)底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變。

輪轂電機(jī)和線控技術(shù)的出現(xiàn)，將推動(dòng)汽車電動(dòng)化進(jìn)入新時(shí)代，將徹底顛覆傳統(tǒng)車輛底盤構(gòu)架（表1），這種顛覆性創(chuàng)新不僅僅體現(xiàn)車輛運(yùn)動(dòng)性能，同時(shí)也大幅度提升車輛的操控性能，更加適合與智慧城市與智能交通的新挑戰(zhàn)與新需求。

3. 輪轂電機(jī)

輪轂電機(jī)是分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)形式，由于輪轂電機(jī)總成或者輪轂電機(jī)總成大部分結(jié)構(gòu)布置在輪輞內(nèi)部而得名。

輪轂電機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于以下6個(gè)方面：

（1）輪轂電機(jī)通過(guò)取消傳統(tǒng)的傳動(dòng)部件，如半軸等，減少了驅(qū)動(dòng)傳遞損失，也可以優(yōu)化再生制動(dòng)效率，從而實(shí)現(xiàn)整車整個(gè)系統(tǒng)的輕量化、高效率；

（2）輪轂電機(jī)的動(dòng)力源直接安裝在車輪，節(jié)省了傳統(tǒng)動(dòng)力總成的布置空間，解放了機(jī)艙空間；

（3）輪轂電機(jī)的四輪動(dòng)力輸出可以完全獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)真正的整車分布控制；

（4）輪轂電機(jī)對(duì)整車的軸距、輪距等敏感性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)動(dòng)力總成，有利于底盤的模塊化設(shè)計(jì)；

（5）輪轂電機(jī)釋放機(jī)艙、集成于底盤的特性可以實(shí)現(xiàn)四輪四角的整車構(gòu)型，有利于擴(kuò)大乘員艙空間，拓展整車的造型風(fēng)格；

（6）輪轂電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)于傳統(tǒng)汽車更大的轉(zhuǎn)向角，增加整車不同轉(zhuǎn)向功能，增強(qiáng)駕駛樂(lè)趣；

3.1 輪轂電機(jī)的布置形式

一般地，輪轂電機(jī)根據(jù)有無(wú)減速機(jī)構(gòu)可以分為減速電機(jī)和直驅(qū)電機(jī)。也可以根據(jù)與輪輞的布置關(guān)系分為，偏軸電機(jī)與同軸電機(jī)。各輪轂電機(jī)分類關(guān)系見(jiàn)圖2，代表機(jī)型見(jiàn)圖3～圖7，本節(jié)對(duì)各布置結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

3.1.1 偏軸輪轂電機(jī)

偏軸輪轂電機(jī)（如圖3）一般采用內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)配備固定傳動(dòng)比的減速器從而實(shí)現(xiàn)整車對(duì)輪轂電機(jī)產(chǎn)品性能的需求。減速輪轂電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于體積小，輕量化更好，成本相對(duì)更低、可以通過(guò)減速器的偏軸結(jié)構(gòu)布置更靈活，對(duì)傳統(tǒng)懸架制動(dòng)系統(tǒng)兼容性更高。減速輪轂電機(jī)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)本體需求不高，但是由于減速器的加入導(dǎo)致輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，潤(rùn)滑難度大，因此減速齒輪的緊湊化、低噪音、長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn).另外，一般地，偏軸輪轂電機(jī)的構(gòu)型特點(diǎn)導(dǎo)致其電機(jī)本體與電機(jī)控制器為分體設(shè)計(jì)，控制器布置在副車架上，與傳統(tǒng)集中式電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制器結(jié)構(gòu)差別不大。

圖3 偏軸電機(jī)代表機(jī)型：豐田減速輪轂電機(jī)

3.1.2 同軸減速電機(jī)

同軸減速電機(jī)（如圖4）是介于直驅(qū)輪轂電機(jī)與偏軸輪轂電機(jī)之間的一種方案，一般采用小速比減速器實(shí)現(xiàn)電機(jī)與輪輞的同軸輸出。綜合考慮，一般電機(jī)本體成本小于直驅(qū)電機(jī)而大于偏軸電機(jī)，電機(jī)本體體積較大，由于電機(jī)減速器同軸布置，整車懸架布置，尤其是在傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向輪上的布置尤其困難。

圖4 同軸減速電機(jī)：舍弗勒行星齒輪減速輪轂電機(jī)