电动汽车轮毂电机功率计算

驱动小车电机选型计算公式在设计和制造小车时，选择合适的电机是非常重要的。

电机的选型直接影响到小车的性能和效率。

因此，我们需要根据小车的需求和条件来计算电机的选型。

下面将介绍驱动小车电机选型计算公式，以便更好地选择合适的电机。

一、小车电机选型的基本参数。

在选型电机之前，我们需要了解小车的基本参数，包括小车的质量m（kg）、最大速度v（m/s）、最大爬坡角度θ（°）、最大扭矩T（N·m）等。

这些参数将直接影响到电机的选型。

二、电机功率的计算公式。

电机的功率P（W）可以通过以下公式来计算：P = Tω。

其中，T为电机的扭矩（N·m），ω为电机的转速（rad/s）。

在实际应用中，通常会将功率单位转换为千瓦（kW），因此上述公式可以改写为：P（kW）= T（N·m）×ω（rad/s）/1000。

三、电机转速的计算公式。

电机的转速ω（rad/s）可以通过以下公式来计算：ω = 2πn/60。

其中，n为电机的转速（rpm）。

在实际应用中，通常会将转速单位转换为弧度每秒（rad/s），因此上述公式可以改写为：ω（rad/s）= 2πn/60。

四、电机扭矩的计算公式。

电机的扭矩T（N·m）可以通过以下公式来计算：T = F×r。

其中，F为电机的输出力（N），r为电机的半径（m）。

在实际应用中，通常会将扭矩单位转换为牛顿米（N·m），因此上述公式可以改写为：T（N·m）= F（N）× r（m）。

五、小车电机选型的计算方法。

1. 计算所需功率。

首先，根据小车的质量m和最大速度v，可以计算出小车的最大动力需求。

动力需求可以通过以下公式来计算：P = 0.5mv^2。

2. 计算所需扭矩。

其次，根据小车的最大爬坡角度θ，可以计算出小车爬坡时所需的最大扭矩。

扭矩需求可以通过以下公式来计算：T = mgsinθ。

其中，g为重力加速度（m/s^2）。

电动汽车轮毂电机技术电动汽车轮毂电机技术是指将电动机直接集成在车辆轮毂中以驱动车辆的一种技术。

相比传统的中央电机和驱动轴传动方式，轮毂电机技术具有更高的效率、更好的控制性能和更灵活的布局等优点。

本文将从其原理、特点、应用、发展趋势等方面进行阐述。

一、轮毂电机技术的原理和特点轮毂电机技术是利用电动机直接集成在车辆轮毂中，通过专门设计的电动机驱动轮毂转动，从而实现车辆的驱动。

与传统的中央电机和驱动轴传动方式相比，轮毂电机技术具有以下特点：1.效率高：轮毂电机技术可以实现电机直接驱动轮毂转动，消除了传统传动系统中的传动损耗，提高了能量的利用效率。

2.控制性能好：轮毂电机技术的电机控制系统可以根据不同需要实现精确的转矩和速度控制，提高了车辆的操纵性和驾驶的舒适性。

3.布局灵活：轮毂电机技术的电机集成在车辆轮毂中，车辆结构更加紧凑简洁，空间利用率更高，还可以实现前后轴独立驱动，提高了车辆的稳定性和操控性。

二、轮毂电机技术的应用轮毂电机技术在电动汽车领域具有广泛的应用前景。

主要有以下几个方面：1.提高车辆性能：轮毂电机技术可以实现对每个轮毂的精确驱动控制，提高了车辆的动力性能和操纵性能，提高了车辆行驶的平稳性和舒适性。

2.提高能量利用效率：轮毂电机技术消除了传统传动系统中的传动损耗，提高了能量的利用效率，延长了纯电动汽车的续航里程。

3.提高安全性能：轮毂电机技术实现了前后轴独立驱动，可以根据路况和行驶状态对每个轮子进行独立驱动控制，提高了车辆的稳定性和操控性，提高了行车的安全性。

4.降低车辆成本：轮毂电机技术简化了传统传动系统的结构，减少了传动部件和零部件的使用，降低了车辆制造成本，提高了制造工艺的简化和生产效率。

三、轮毂电机技术的发展趋势随着电动汽车市场的快速发展，轮毂电机技术也得到了广泛的关注和应用。

未来轮毂电机技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1.高性能：轮毂电机技术将进一步优化电机的设计和控制算法，提高驱动系统的效率和性能，提供更高的功率和扭矩输出，满足更高的动力需求。

电动机所需功率计算公式电动机是现代工业生产中常用的动力装置，其功率计算是工程设计中的重要环节。

电动机所需功率计算公式如下：功率（P）= 转矩（T）× 角速度（ω）其中，功率单位通常使用瓦特（W），转矩单位使用牛顿·米（N·m），角速度单位使用弧度/秒（rad/s）。

转矩是电动机输出的力矩，它与电动机所应用的负载相关。

负载越大，所需转矩也越大。

转矩的计算可以根据实际应用进行估算或通过实验测量得到。

在设计阶段，通常需要根据负载特性和工作要求来确定转矩值。

角速度是电动机转子每秒旋转的弧度数，它与电动机的转速相关。

角速度的计算可以通过电动机的转速和转子直径来估算。

在实际运行中，可以通过测量电动机转速来获取角速度的准确值。

根据上述公式，我们可以计算出电动机所需功率。

这个功率值可以用来选择适合的电动机型号和配置电源系统。

功率的大小取决于所需的负载能力和工作要求。

在实际工程设计中，我们需要进行综合考虑，确保电动机的功率满足工作需求，并兼顾经济性和可靠性。

电动机所需功率的计算是工程设计中的重要环节。

正确计算出所需功率可以为工程设计提供准确的参考依据，确保电动机能够正常运行并满足工作要求。

因此，在电动机选择和配置过程中，我们需要充分考虑负载特性、工作要求和经济性等因素，以确保电动机的功率计算准确无误。

通过以上介绍，我们了解了电动机所需功率的计算公式及其重要性。

在实际工程设计中，正确计算出所需功率可以为工程提供准确的参考依据，确保电动机能够正常运行并满足工作要求。

同时，我们也需要注意负载特性和经济性等因素，以综合考虑选择合适的电动机型号和配置电源系统。

汽 车 工 程Automotive Engineering 2020年（第42卷）第12期2020(Vol.42)No.12doi ：10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.12.007电动车用轮毂电机的负载磁场解析计算**重庆市自然科学基金博士后科学基金(cstc2020jcyj-bsh0129)和国家重点研发计划(2018YFB1600500)资助°原稿收到日期为2020年2月19日，修改稿收到日期为2020年4月20日°通信作者:徐进，教授，博士生导师,E-mail ：yhnl_996699@ 163. com°张河山「，邓兆祥2,杨明磊3，罗 杰1，徐 进1(1.重庆交通大学交通运输学院，重庆 400074； 2.重庆大学汽车工程学院，重庆 400044；3.同济大学汽车学院，上海200092)[摘要]为克服有限元分析反复建模复杂、计算耗时耗资源等缺点，提岀一种兼顾精度和效率的磁场解析建 模方法°以一台48槽16对极的表面嵌入式外转子轮毂电机为研究对象，利用子域技术在二维极坐标系下建立了轮毂电机的负载磁场解析模型°将电机整个求解域划分为定子绕组槽、槽开口、气隙和永磁体转子槽4类子域°根据激励源的不同，分别在不同子域求解矢量磁位的拉普拉斯或泊松方程°利用相邻子域间的边界条件求解各子域 的矢量磁位通解,进而得到轮毂电机的磁场分布、反电动势、电感和转矩等电磁性能,并对比分析了开口槽结构的计 算结果°通过有限元分析与样机试验验证了解析模型的准确性°在此基础上,进一步研究了极弧系数和槽开口宽度对转矩的影响,结果表明：当该电机的极弧系数为0. 825、槽开口角宽度为2. 169°时,输岀转矩平均值从原样机的 160. 75 N - m 提高至165. 08 N • m,转矩脉动率从& 8%降低至3. 025%°关键词：轮毂电机;子域技术;解析建模:磁场分布:转矩Analytical Calculation of Loaded Magnetic Field in Hub Motorfor Electric VehicleZhang Heshan 1, Deng Zhaoxiang 2, Yang Minglei 3, Luo Jie 1 & Xu Jin 11. Co 〃ege of Tra^^ic & Transportation , Chongqing Jiaoio^g University , Chongqing 400074 ；2. Schoo/ of Automotive Engineering , Chongqing University , Chongqing 400044 ；3. Schoo/ of Automotive Studies , Tongi University , Shanghai 200092[Abstract ] To overcome the shortcomings of finite element analysis ( FEA) , i.e., tedious iterative modelingand time-and resource-consuming etc., a magnetic field analytical modeling method is proposed , concurrently con ­sidering both accuracy and efficiency.Taking a 48-slot/16-pole pair hub motor with surface-inset external rotor as study object , the loaded magnetic field analytical model of hub motor is established under a 2D polar coordinate sys ­tem by using subdomain technique.The entire solution domain of the motor is divided into four types of subdomains , i.e., stator winding slots , slot openings , air gap and permanent magnet rotor slots , and the Laplace ' s or Poisson ' sequation of magnetic vector potential is solved in different subdomain according to different excitation source. Then, the boundary conditions between adjacent subdomains are used to solve the general solution of the magnetic vectorpotential in subdomain, and the electromagnetic performance such as magnetic field distribution, back electromotiveforce, inductance and torque are further calculated , and which with different slot opening structures are compared. FEA and prototype tests are conducted to validate the correctness of analytical models, and on this basis, the effectsof polar arc coefficient and slot opening width on torque are further studied. T he results show that with a polar arc co ­efficient of 0.825 and a slot opening angular width of 2.169° , the average output torque increases from original 160.75 N • m to 165.08 N • m, and the torque pulsation rate reduces from original 8.8% to 3.025%.Keywords : hub motor ； subdomain technique ； analytical modeling ； magnetic field distribution ； torque-1656-汽车工程2020年（第42卷）第12期前言应对全球能源危机和环境恶化的严峻挑战，近年来各种形式的电动汽车成为世界各国汽车工业发展的热点。

摘要作为清洁能源汽车，电动汽车具有高能效，低噪音和零排放，成为世界新能源汽车发展的主要方向。

而对于永磁同步电动机，其结构简单，运行效率高，功率密度高，调速性能优良，符合电动汽车用电动机的要求。

因此，它在汽车工业中受到很多关注，并已广泛应用于电动汽车领域。

本文在有限元分析的基础上，采用场路结合的设计方法进行了电动汽车用永磁同步轮毂电机的设计和运行特性分析。

分析磁路结构参数变化对电机性能的影响，开发出适用于电动汽车的高效率、高功率密度、高过载能力的驱动电机，并由此总结了适用于电动汽车驱动的永磁同步电动机的设计方法，为后续系列产品的开发奠定了基础。

本文的主要研究工作有以下几个部分：根据电动汽车发展的关键技术，结合电动汽车的特殊运行条件和动力驱动特性，分析各种电动机性能的优缺点。

本文选择内置永磁同步电动机作为研究对象，通过对其结构特点和工作原理的分析，确定设计任务目标，使设计突出电动汽车驱动电机的特性。

以有限元软件为基础，依据电机学和相关电磁场理论，本文采用场路结合设计方法，确定了电机的设计方案，进行了电机主要尺寸设计、绕组方案确定、极槽配合选择、永磁体参数计算、永磁体充磁方向分析、气隙长度的设计等工作，完成样机的初步设计方案；然后根据电机电磁设计方案，建立有限元求解模型，对电机进行有限元分析计算，主要是对电机的空载、负载及过载工况进行仿真，并在此基础上研究电机的磁场分布、气隙磁密、空载反电动势、齿槽转矩、转矩转速以及永磁体涡流损耗等；研究相关结构的参数变化对电机的影响；从转子结构方面分析电机的弱磁扩速性能；为保证所设计的电机结构在运行时能够满足实际工况的机械强度需求，还对电机进行机械结构仿真，确保电机的各部分的应力能够满足所用材料的屈服强度的要求，保证电机的稳定运行。

最后依据设计结果制作了额定功率8.5kW、额定转速650r/min的样机，对样机的性能进行试验测试，测试结果表明样机具有较大的过载倍数和高效运行区域，达到预期设计目标。

浅谈新能源汽车轮毂电机新能源汽车轮毂电机是一种集成式电机，通过安装在汽车的轮毂上，直接驱动车轮的方式来实现汽车的动力输出。

相较于传统的燃油汽车，新能源汽车轮毂电机具有无排放、低噪音、高效率等优点。

在新能源汽车的发展中，轮毂电机的性能和稳定性对于汽车的性能表现和使用寿命有着非常重要的作用。

新能源汽车轮毂电机的性能对汽车的整体性能有着重要的影响。

轮毂电机的功率和扭矩输出直接影响着汽车的加速性能和动力输出。

一款优秀的轮毂电机能够为汽车提供可靠且持续的动力输出，从而提升汽车的整体性能表现。

轮毂电机的响应速度和控制精度也直接关系到汽车的操控性和安全性。

新能源汽车轮毂电机的稳定性对于汽车的使用寿命和安全性有着重要的意义。

由于轮毂电机安装在汽车轮毂上，直接受到路面的冲击和扭转力的影响，因此对于轮毂电机的结构设计和材料选用有着更高的要求。

较为优秀的轮毂电机能够在保证动力输出的情况下，降低零部件的磨损和故障率，延长汽车的使用寿命。

在新能源汽车轮毂电机的发展中，目前主要有两种类型的轮毂电机：一种是永磁同步电机，另一种是感应电机。

永磁同步电机因其结构简单、效率高、响应速度快等优点，目前在新能源汽车中占据了主导地位。

而感应电机虽然结构复杂，但其性能稳定和成本较低，也受到了一定的市场青睐。

未来，随着材料科学和电子技术的持续进步，新能源汽车轮毂电机的技术和性能将得到进一步的提升。

除了永磁同步电机和感应电机，轮毂电机的另一个发展趋势是直驱式电机。

直驱式电机指的是电机直接安装在车轮上，去掉了传统的变速箱、传动轴等传动结构，实现了更简洁、更高效的动力传递方式。

这种技术的应用可以进一步提升新能源汽车的能源利用率和驾驶体验。

在新能源汽车轮毂电机的发展中，除了性能和稳定性的提升，环保和智能化也是不可忽视的趋势。

随着世界范围对环保要求的不断提升，新能源汽车轮毂电机需要逐步实现零排放，并且通过节能材料、工艺和设计提高能源利用率。

智能化技术的应用也为轮毂电机的监测、维护和控制提供了更多可能，从而提升汽车的安全性和可靠性。

Protean 轮毂电机介绍分析轮毂电机不是新鲜事物，汽车刚出现时，前辈们就玩得很溜了。

前几天我们学习了舍弗勒轮毂电机，今天一起学习下Protean轮毂电机。

2011年，Protean公布了PD18（18英寸）轮毂电机：除悬架、轮辋轮辐外，主要有定子（集成逆变器）、轮毂轴承单元、转子。

额定功率64kW，最大功率81kW，额定扭矩500Nm，最大扭矩800Nm，（70％最大电流），最大扭矩1100Nm，（100％最大电流），标称电压200－380Vdc，直径420mm，（可装入18寸轮胎内），宽度115mm，重量31kg，（推测此处指电机重量，不包括悬架、轮胎、轮毂轴承重量）。

特性曲线：装备在沃尔沃 C30 EV：四驱。

装备在广汽传祺EV：后驱。

装备在福特 F－150 EV：四驱。

装备在沃克斯豪尔Vivaro PHEV：混合动力，后轮两轮毂电机。

装备在奔驰E级（混合动力）：装备在奔驰E级（纯电动）：四驱。

2012年以来，Protean又陆续公布新版本的18PD：永磁同步电机，外转子，（对比舍弗勒是内转子，舍弗勒（Schaeffler）轮毂电机）。

逆变器集成在定子上，水冷，电机重量35kg，最高转速1600rpm，最大扭矩1250Nm，额定扭矩650Nm，最大功率75kW，额定功率54kW，传统的轮辋轮辐。

制动盘安装在电机壳体上，但与电机热隔绝：试验中，制动盘温度超过600°，永磁体＜80°，（避免退磁）。

有了电机再生制动，向电池储存能量的同时，制动器制动扭矩大大降低：前制动器2815Nm减为665Nm，后制动器1315Nm减为575Nm。

有了电机再生制动，制动盘温度、永磁体温度均减少：有了热隔绝，即使没有再生制动，永磁体温度也减少：安装在测试车上：当然，目前为止都没有量产。

国内电动汽车轮毂电机的技术指标参数在当今汽车行业的快速发展和环保意识的不断提升下，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，受到了越来越多消费者的青睐。

而在电动汽车的关键部件中，轮毂电机更是其核心之一。

轮毂电机作为电动汽车的动力来源，其技术指标参数的优劣直接影响着车辆的性能表现和行驶效率。

本文将从深度和广度的角度探讨国内电动汽车轮毂电机的技术指标参数，以帮助读者更全面、深入地了解这一重要的部件。

一、功率密度国内电动汽车轮毂电机的技术指标中，功率密度是一个极为重要的参数。

功率密度代表着单位体积或单位重量下的功率输出，也可以理解为电动汽车轮毂电机的动力性能。

一般来说，功率密度越高的轮毂电机，意味着其在同样体积或重量下能够输出更大的功率，从而提高车辆的加速性能和行驶效率。

国内一些知名的电动汽车制造商，如特斯拉、蔚来等，他们的轮毂电机功率密度已经达到了非常可观的水平。

其采用了先进的磁动力电机技术和高性能材料，使得轮毂电机的功率密度得到了显著提升。

而随着电动汽车技术的不断进步，相信未来国内电动汽车轮毂电机的功率密度会有更大突破，为用户带来更优秀的驾驶体验。

二、效率电动汽车作为一种节能环保的交通工具，其能源利用效率也是一个非常重要的指标。

而轮毂电机的效率即代表了其能够将电能转换为机械能的能力。

一般来说，电动汽车轮毂电机的效率越高，意味着在同样的电能输入下，能够输出更大的动力，从而延长电动汽车的续航里程，提高能源利用效率。

国内一些领先的电动汽车轮毂电机制造商，他们在提升电机效率方面也做出了一系列的努力。

采用了高效的电机设计、优质的材料和先进的生产工艺，使得电动汽车轮毂电机的效率得到了显著提升。

一些新型的永磁同步电机等技术的应用，也为电动汽车轮毂电机的效率带来了全新的突破。

未来，随着电动汽车技术的不断发展，相信国内的电动汽车轮毂电机在效率方面也会有更大的提升空间。

三、扭矩除了功率密度和效率外，电动汽车轮毂电机的扭矩也是一个重要的技术指标参数。

电动汽车轮毂电机功率计算电动汽车轮毂电机功率、扭矩初步计算目标车型：smart新换轮月台差伯计算电机转速确定:根据设计车速及最高车速可分别计算出对应的转速区间=800r/min般转速区间：n=朋半出：甜［£ |芒睚兰.“軽忙宜独:520.t mm 匸腊宜径；665.3ITI (TI】/卄十卜 满载：=(4.6305+3.83) /0.9 =9.4Kw2.电动汽车以20K M /H 爬上一定坡度所消耗功率: 】/卄十卜 满载：— ____ ____________ __________=13Kw3.额定功率选取】/卄十卜 满载：=max =12Kw 4. =15Kw电机最大功率【=1.2】尺寸:［碗睥5〔巾州】；題站工比麻】［7I 髓瑋覽St 自段1 in 】F1.电动汽车以最大车速80KM /H 在水平平路面行驶所消耗功率:=530.6r/min1■电机额定功率点选取：根据电机特性曲线以及行车过程中对电机的要求可以看出，电机在运行过程中，需经历恒扭矩段和恒功率段。

在恒功率段，要求电机克服最大功率。

故，取最大车速对应的功率为额定功率。

= --- =6Kw 最大功率2■电机额定转速由于为轮毂直接驱动型汽车，故选取汽车常用行驶车速对应电机转速作为轮毂电机的额定转速。

汽车在城市工况下的常用行驶车速为：40-60km/h。

此处选择额定转速567r/min （对应车速：60km/h）。

3.电机额定扭矩选择：选定了电机的额定转速与额定功率后，根据功率与扭矩的换算关系可求的电机额定扭矩值。

=101.1 N • m而根据电动汽车以60km/h在水平路面行驶的最大转矩___0.2806* (550*9.8*0.015+ ----=(80.85+163.4) *0.2806=76.043N • m101N • m综合以上计算结果，电机额定扭矩取电机扭矩计算1.扭矩与电机转速、电机功率的关系2.电动汽车以最大速度在水平路面行驶的最大转矩—* _____________0.2806* (550*9.8*0.015+=(80.85+160) *0.2806=68.4N • m计算公式:3■爬坡工况下电动汽车最大转矩=0.2993* (550*9.8*0.018*0.956+1050*9.8*0.3+ ---- )=(77.32+1575.1+18.16) *0.2806=463.92N • m性能校核：根据前述提出的整车性能指标，参考路面附着情况，对整车进行动力性校核。

小车电机功率计算公式
其中，P表示电机的功率，单位为瓦特(W)；T表示电机的扭矩，单位为牛·米(N·m)；ω表示电机的转速，单位为弧度/秒(rad/s)。

需要注意的是，计算中的扭矩和转速都需要根据实际情况进行测量或者计算。

同时，电机的功率也会受到其他因素的影响，如负载、效率等等。

因此，在实际应用中，需要综合考虑各种因素进行计算和设计。

另外，如果需要将电机的功率转换成马力(hp)，可以使用下面的转换公式：
1 hp = 746 W
因此，如果知道了小车电机的功率，就可以将其换算成马力，以便更好地进行比较和评估。

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