豐田瞄準頂級EV,試製輪內馬達

豐田瞄準頂級EV,試製輪內馬達

豐田瞄準頂級EV,試製輪內馬達

2010/06/22 00:00
豐田試製的IWM的構成。轉載自汽車技術會2010春季大會學術演講會預覽集No.28─10。
  輪內馬達(In-wheel Motor,IWM)是指將馬達內置於車輪的輪轂內。在2010年5月19~21日舉辦的“汽車技術會2010春季大會”以及“人與汽車技術展2010”上,旨在實現IWM實用化的發佈及展示絡繹不絕。

  由於採用IWM後可省去驅動力傳導機構等,有望提升驅動效率以及擴大車廂內空間。而且,由於可獨立控制各車輪,車輛的控制性也將提高。IWM被稱為“電動汽車(EV)的頂峰”。

  IWM實用化面臨的難題還相當多。比如,隨著彈簧下重量*增加而產生的乘坐舒適度下降、追加馬達導致設計元素與普通車輛迥然不同的相容性下降、以及可靠性及安全性的確立等等。此次,展會上出現了抑制重量增加的輕量化以及改善相容性之類旨在解決上述難題的資訊發佈及產品展示。

*彈簧下重量=在汽車上,通過懸吊系統的彈簧來支撐車體及車輪。彈簧下重量專指車輪一側的重量。不僅包括車輪,還包括輪轂以及制動鉗等。

圖1:將重量增幅控制在23%豐田試製出了車輛相容性更高的IWM(a)。與改造前的車輛相比,彈簧下重量僅增加23%(b)。(b)是本刊根據該公司的演講製作而成。


不改變懸吊系統形式即可安裝

  豐田試製出了既可實現輕量化又能提高相容性的IWM,並在汽車技術會上作了2項資訊發佈(圖1)。

  輕量化是通過馬達的小型化、以及修改扭矩傳導部件的設計減輕其重量實現的。與普通車輛相比,將彈簧下重量的增幅控制在了23%。通常採用IWM時,會有2倍左右的增長。

  馬達的小型化方面,採用了減速機構。這與“普銳斯”的馬達小型化方法相同。通過將減速機構配置在馬達與車輪之間,減小了車輪驅動所必需的扭矩,因而可使用小型馬達。雖說是小型馬達,但輸出功率足夠高。豐田底盤開發部底盤先行開發室主任村田智史表示“馬達的輸出功率密度在近10年間增長了10倍”,小馬達也可獲得大扭矩,這促進了此次的開發。不過,減速機構的減速比被控制在8.5。這是因為,如果減速比較大,則減速機構也將增大,會抵銷掉馬達小型化的效果。

  此次IWM的另一個特點——相容性的提高指的是,即使不變更普通車輛所採用的懸吊系統形式,也能配備IWM。

  這是通過移動馬達的功率輸出軸與連接車輪的功率輸出軸實現的。制動鉗(Brake Caliper)及懸吊系統的支撐位置可保持與普通車輛相同。為了實現這一點,採用了2種減速機構。在馬達的功率輸出之後緊接著設置反轉齒輪(Counter Gear),將功率輸出軸移向車輪軸之後,通過行星齒輪進行減速,借此驅動車輪。

留言