直驱

Protean从一开始时对轮毂电机的设计要求就是杜绝在电机内使用机械齿轮以及用于电机的所有必要轴承、润滑油和密封件。这样设计有以下几个原因:

    


可靠性/安全性

  • 电机的可靠性对其成功与否至关重要。制造高扭矩/低转速电机没有可靠的成本,但附加减速箱时会产生相应的成本,尤其是许多车辆要求配备四个单独的减速箱。
  • 一台减速箱可能会导致单一车轮锁定并造成单点故障,并在车辆行驶过程中引起巨大的方向偏移造成安全隐患。现在没有车辆会为了缓解此损失而在每个车轮上都加载一个减速箱。
  • 高可靠性的电机将被用来在未来的后驱平台中实现刹车动能回收,并且降低整车的物料成本。

 


瞬变性能

  • 符合相关机械要求的前提下通过消除齿轮间的余隙,直接驱动将获得最佳瞬时扭矩率(每单位时间内的扭矩变化)。因此,能在打滑的环境中精确控制车辆。

 


轴承偏转

  • 驱动扭矩需要在车辆悬架转向节和车轮之间传递。在这两个部件之间,装配着一个极灵活的配件——车轮轴承。需要配备灵活的驱动元件、偏转齿轮和/或更多轴承,以减轻轴承偏转的影响,从而造成设计复杂化。

 


封装尺寸

  • 尽管传动装置允许电机定位在车轮内离开车轴的位置,但这未必是一项优势,这限制了电机的直径,并且需将减速箱集成到车轮总成中以提高扭矩。

 

一台直驱电机的质量比高速装配齿轮的电机要轻。但是,出于上述原因,Protean采取的办法是接受质量的增加,并对簧下质量对给定车辆的行驶和操控产生的实际影响进行研究。

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所有系统级零件已经进行了安全警示评估,并根据适当的安全标准进行研发。

分析的主要项目包括:

  • 确保符合法规及标准
  • 确保系统具有安全认证
  • 确保流程有效、一致
  • 执行必要的安全性分析
  • 优化电机设计

 

主要法规及标准包括:

  • UNECE(联合国/欧盟)
    • 13/13H:制动
    • 100:纯电动汽车
  • 联邦机动车辆法规(美国)
    • 105 液压和电力制动系统
  • 汽车工程
    • 各种标准、指南及测试流程
  • IEC61508
  • ISO26262
    • 汽车领域专用IEC61508
  • 汽车添加剂
    • 流程及成型模型
  • MISRA
    • 安全性分析、C和Simulink编码指南。
重点在于开发安全完整的高级别软件。Protean基于模型的开发流程采用Simulink以及自动代码生成,已专门选定流程以符合关键安全要求。该方法允许在模拟车辆环境中进行大量测试,以及在数学模型构建时进行纠错,使其转化为ECU的可执行数据。
推动Protean电机设计的主要需求即是在现有车辆上进行改装的能力。在任何车辆开发周期内都需要3年至5年的技术准备期。但是,全球的整车OEM企业都希望立即大幅提高其所有车辆的燃油经济性,并显著消除碳排放量。少量车型无需做此改变。为混合动力车或纯电动车选择轮毂电机可最低限度改变硬件设计、把对驾乘空间的影响缩到最小、事故对车辆性能的影响缩到最小。因此,整车使用轮毂电机的优势在于不用改变车辆的设计、不用改装悬架,这些需求在Protean电机开发中起到了重大作用。