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RS0810CN506精工電機渠道商介紹,日本精工（NSK）開發了一種電機，可以不使用操作機構實現兩檔變速。如果在輪轂電機領域應用這一電機，質量可以比常規產品減輕約30％（圖1）。該設計將兩個電機和一個使用行星齒輪機構的變速器組合，高速域段時兩個電機轉向相同，而低速域段時兩個電機則切換成反向旋轉。

（a）包括輪胎在內的整體情況。可收納在16英寸的輪圈內。（b）電機的放大視圖。

目前，在EV電動車輛的驅動電機中，尚還沒有變速器，僅有減速器。從車輛速度和加速度之間的關系來看，這可能是因為汽車制造商的要求（用戶曲線）和電機原本的電機曲線相似（圖2）。兩條曲線均是由左上水平線和右下的垂直線結合的反比例曲線。

兩段變速電機組合改善電機曲線

兩條曲線確實相似，但存在不同之處。左上的水平線長度，右下的垂直線長度，電機曲線幾乎都是用戶曲線的兩倍。只有兩條曲線之間的部分，電機曲線更高。這意味著可以輸出比用戶要求更大的扭矩。其實這非常浪費，電機曲線中反比例的曲線左端，即大負荷的地方屬于效率**的部分。但是這一區域遠離常用區域，沒有太多的使用機會，這是一個問題。

為了**這種浪費，電機實際上增加變速器更好。與發動機不同，并不需要8級或9級，例如具備2段變速，低速段的電機曲線與高速段的電機曲線連接起來的曲線，可以與用戶曲線變得更接近（圖3）。

可以降低到圖2中用戶曲線的高度。而且**率區域和常用區域重疊。

由于將扭矩控制在剛好被要求的扭矩范圍內，因此可以使2個電機的總扭矩小于沒有變速器的單個電機扭矩。電機**區域也從1處增加到2處，面積擴大。而且，更接近常用范圍。使用**速域的機會增加，電費消耗也更加經濟。

充分利用電機內部空間

那么這具體是一個什么樣的2段變速器呢？電機和變速器是同軸的，可用性很好，采取外部電機，內部變速器的構造[圖4（a）]。

（a）開發了雙速換檔。使用2個電機和1個變速器，1個減速器。（b）傳統產品只有1個電機和1個減速器。

永磁電機轉子的主要作用就是面向定子的永磁體，中心位置僅有中心軸[圖4（b）]。中間的空隙是一種浪費。

利用這個空間，如果將變速器放在電機內部，很容易就實現調整。對于使用普通電機的用戶來說“無需改變現有的整體設計，直接替換新的電機即可”。

為了滿足上述目標，**是圓柱形變速器，而且能使中心軸從中穿過。由此具有垂直長或橫長的橫截面形狀的，例如雙軸傳動，或者軸偏離中心的，首先從候選類型中被排除。**，使用行星齒輪機構的變速器成為最為有力的候選者。

普通AT（自動變速器）使用行星齒輪機構。通常，行星齒輪機構內的離合器和制動器由液壓操作機構操作。需要液壓泵和控制閥，結構變得復雜。因此，無法納入電機內，需要沒有操作機構的變速器。

為了滿足這些要求，NSK設計了一種使用行星齒輪機構但沒有控制機構的變速器。考慮用于汽車驅動電機，即使被用作普通電機放置在簧上，也足夠有意義，但該公司認為輪轂電機中的應用更具前途。

輪轂電機具有各種優點。它不需要驅動軸，也不需要恒速接頭，可以擴大車內空間。在像矢量扭矩這樣的機敏控制場合，單純的左右獨立驅動控制無法實現比驅動軸的扭轉共振頻率控制得更快，但對輪轂電機來說則沒有任何限制。

但另一方面，由于周圍有車輪和制動器，空間狹窄。而且位于簧下，對于重量的要求非常嚴格。正是由于這一原因吧，雖然從很久以前這一方向就被看好，但真正的量產階段始終還沒開始。

資訊來源：汕頭羅克自動化