Układ mechaniczny przełączania zazębienia pomiędzy silnikiem elektrycznym, przekładnią planetarną oraz piastą koła w napędzie elektrycznym zabudowanym w kole pojazdu

• Autorzy: Cyganik Łukasz , Będkowski Bartłomiej

Warianty tytułu

EN

The mechanical system for changing a gear meshing between electrical motor, planetary gear and the wheel hub in the electrical drive for installation inside the wheel of the vehicle

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono konstrukcję układu mechanicznego przełączania zazębienia pomiędzy silnikiem elektrycznym, przekładnią planetarną oraz piastą koła w napędzie elektrycznym zabudowanym w kole pojazdu. Układ mechaniczny umożliwia zarówno jazdę z napędem bezpośrednim (silnik elektryczny napędza bezpośrednio piastę koła pojazdu) oraz z napędem pośrednim (przez sprzężenie silnika elektrycznego z przekładnią planetarną). Napęd bezpośredni umożliwia uzyskanie wyższych prędkości obrotowych przy niższym momencie (np. w sytuacji jazdy na równej nawierzchni), natomiast napęd pośredni umożliwia uzyskanie wyższego momentu obrotowego w zależności od potrzeb w terenie. W pracy przedstawiono założenia projektowe, konstrukcję układu mechanicznego oraz obliczenia mechaniczne połączeń wielowypustowych mechanizmu. Praca została zrealizowana w ramach projektu „Innowacyjny elektryczny zespół napędowy do pojazdów użytkowych”, finansowanego ze środków NCBiR w ramach programu LIDER XI, zgodnie z umową nr LIDER/15/0060/L-11/19/NCBR/2020.

EN

This article presents a design of a mechanical system for changing a gear meshing between electrical motor, planetary gear and the wheel hub in the electrical drive for installation inside the wheel of the vehicle. This mechanical system enables both: driving with a direct drive (electrical motor drives the wheel hub directly) and driving with an indirect drive (electrical motor is coupled to a planetary gear that drives the wheel hub). The direct drive enables to achieve higher rotational speeds with lower torque ( e.g. when driving on a straight road), while the indirect drive enables to achieve higher torque when driving in off-road conditions and according to higher torque requirements. The paper presents a design assumptions, structure of the mechanical system and mechanical calculations of the involute splines applied in the mechanical system. The study was carried out as part of the project "Innovative electric drive unit for commercial vehicles", financed by the National Center for Research and Development under the LIDER XI program, in accordance with the agreement no. LIDER/15/0060/L-11/19/NCBR/2020.

Słowa kluczowe

PL

elektromobilność; napęd elektryczny w kole pojazdu; silnik z magnesami trwałymi

EN

electro-mobility; in-wheel electrical drive; permanent magnets electrical motor

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 1 (127)
• Strony: 117--122
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Cyganik Łukasz

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL, Katowice

autor

Będkowski Bartłomiej

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL, Katowice

Bibliografia

• [1]. Jiang X., Chen L., Xu X., Cai Y., Li Y., Wang W.: "Analysis and optimization of energy efficiency for an electric vehicle with four independent drive in-wheel motors". Advances in Mechanical Engineering, 2018, Vol. 10(3), pp. 1–9.
• [2]. Sun Y., Li M., Liao C.: "Analysis of Wheel Hub Motor Drive Application in Electric Vehicles". 13th Global Congress in Manufacturing and Management (GCMM 2016), MATEC Web of Conferences 100, 01004 (2017).
• [3]. Cordopatri A. , Cocorullo G.:"A hub motors choice strategy for an electric four independent wheel drive vehicle". 2017 International Conference of Electrical and Electronic Technologies for Automotive, IEEE, 2017, pp. 1–6.
• [4]. Nagaya G ., Wakao Y., Abe A.: "Development of an in-wheel drive with advanced dynamic-damper mechanism". JSAE Review, 2003, vol. 24( 4), pp. 477-481.
• [5]. Yang Y-P., Luh Y-P., Cheng C-H.: "Design and control of axial flux brushless DC wheel motors for electric vehicles-part I: multi-objective optimal design and analysis". IEEE Transaction on Magnetics, 2004, vol. 40( 4, pp. 1873-1882.
• [6]. Tianze S.: "Design and performance matching of wheel hub motor drive electric vehicle suspension and steering system". Changchun: Jilin University, 2015.
• [7]. Meng D., Tian M., Miao L.,Wang Y., Hu J., Gao B.: "Design and modeling of an in-wheel two-speed AMT for electric vehicles". Mechanism and Machine Theory, vol. 163, 2021, 104383.
• [8]. Gunji D., Matsuda Y., Kimura G.: "Wheel hub motor". 2014, US Patent 8,758,178.
• [9]. Gawron S.: "Wybrane, innowacyjne projekty maszyn elektrycznych z magnesami trwałymi i ich praktyczne zastosowania". Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe Nr 1/2016, pp. 1-10.
• [10]. Wolnik T., Dukalski P., Będkowski B., Jarek T.:"Selected aspects of designing motor for direct vehicle wheel drive". Przegląd Elektrotechniczny, R. 96 nr 4/2020, str. 150-153.
• [11]. Dukalski P., Będkowski B., Parczewski K., Wnęk H., Urbaś A., Augustynek K.: "Analysis of the influence of assembly electric motors in wheels on behaviour of vehicle rear suspension system". IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 42117.10.2018.
• [12]. Dukalski P., Będkowski B., Parczewski K., Wnęk H., Urbaś A., Augustynek K.: "Dynamics of the vehicle rear suspension system with electric motors mounted in wheels ". Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability Vol. 21, No. 1, 2019.
• [13]. Będkowski B., Dukalski P., Cyganik Ł., Jarek T., "Assumptions of the electrical drive unit for commercial vehicles", Proceedings of the 8th Interna tional Symposium on Applied Electromagnetics – SAEM'2022

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).