1.1 研究目的

随着能源短缺和环境污染问题的日益突出，大力开发节能与环保的新能源汽车已经成为当今世界汽车工业发展的必然选择。纯电动汽车以其高效、无污染、低噪声等突出优点在近几年得到了迅速发展 ^[1]。轮毂电机或轮边电机驱动式电动汽车具有结构简单紧凑、传动系统高效节能、驱动和制动转矩独立可控等多个方面的独特优势，代表着下一代电动汽车发展的重要方向^[2]。本文主要针对一款具有四轮分布式驱动功能的越野车进行轮毂驱动单元的结构设计，使该越野车具有良好的动力学性能，满足其基本工作要求。

1.2选题的意义

电动汽车采用轮毂电机或轮边电机驱动技术后，能量源与驱动电机之间的功率传递采用软电缆传递，摆脱了传统机械传动的设计约束，这给整车设计带来很多优点。轮毂电机在电动汽车上的应用不仅可以实现小马拉大车、减轻整车自重，并且这种驱动结构形式可以省去复杂的变速箱、离合器、差速机构、传动轴等结构部件，传动系统得到简化，使汽车很好的实现轻量化；汽车底盘结构的简化，可使整车总布置和车身造型设计自由度大大增加，轴荷分配更趋合理，行李舱及乘客的位置设计更灵活，更容易实现汽车的低地板化，也为实现底盘的智能化和电气化提供了可能，使得汽车底盘结构的布置更加的合理；同时，缩短了动力传递的路径，提高了动力传递的效率，更容易实现对驱动轮迅速和准确的控制；底盘机械结构的减少，可以有效的降低机械噪声，提高汽车的乘坐舒适性；如果对各个车轮采用制动能量回收系统，则可大大提高汽车能量利用效率，并且与采用单电动机驱动的电动汽车相比，其能量回收效率也获得显著增加，提高了电动汽车续驶里程。以此即可全面提高节能环保型电动汽车的各项性能指标和性价比，使其达到普及型商品化的要求，这将对推广电动汽车和节能减排起到极好效果^[3-4]。

正是因为轮毂电机或轮边电机驱动电动汽车的明显优势，才会被大家广泛关注；正是因为轮毂电机或轮边电机驱动带来了新的技术挑战，人们才会致力去研究。随着轮毂电机或轮边电机驱动电动汽车的深入研究，环境保护和资源利用两大问题也将会得到很好的解决，电动汽车也将有可能取代传统的内燃机汽车，成为新世纪重要的绿色交通工具。因此，对于电动汽车的研究我们应该刻不容缓，轮毂电机或轮边电机驱动的研究也应该成为重中之重^[5]。

1.3 国内外关于该论题的研究现状

轮毂电机驱动和轮边电机驱动发展按研发时间先后，1991年由日本庆应大学东京电力公司，发布了一款IZA车型，该车型采用四轮直接驱动方式，电机为外转子永磁同步轮毂电机，电机额定功率为 6.8kW，可续航里程 270 km，最高速度可达 176 km/h。在 1996 年由日本国家环境研究所发布的ECO车型，选用了永磁直流无刷电动机，并配以行星齿轮减速机，额定功率为6.8kW，峰值功率为20kW。1999年，哈尔滨工业大学和哈尔滨大电动机研究所联合开发了轮式驱动系统，该驱动电机是使用钕铁硼材料的外转子式结构三相永磁无刷电动机，电动机的额定功率是15kW，最大牵引力为1800N^[6]。2004年比亚迪推出了采用四个轮毂电机独立驱动的最新驱动模式，电动车轮功率为7.5kW，电压 264V，双后轮直接驱动，整车实现了120km/h的运行速度。2011年奇瑞汽车推出了336V 轮毂电机的瑞麟纯电动汽车，该电动汽车4个轮子均采用轮毂电机驱动，每个车轮的驱动力可以单独调节。2017年湖北泰特机电全资收购荷兰e-Traction，重点布局轮毂电机国产化产品线，并于2017年展出了国内首辆搭载轮毂电机的纯电动客车样本^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容与目标

本文的研究对象为一款四轮分布式驱动越野车的轮毂驱动单元，结合越野汽车的主要性能参数，设计相应的轮毂驱动单元的结构。

本文研究的内容主要包括如下几个方面：

（1）分析现有轮毂或轮边电机驱动的结构特点，然后根据相应的参数要求，设计该越野汽车的轮毂驱动单元，并对其结构进行简单分析。

（2）结合设计的轮毂驱动单元，对该越野车的动力性能进行简单分析。