“便攜式汽車”WALKCAR中的驅動馬達

改進馬達外殼結構、采用高密度繞組設計讓“便攜式汽車”構想成為現實

當今，包括汽車、小型摩托車乃至滑板車等在內的各類代步工具都朝著電動化方向飛速發展。其中，一款具有“站立駕駛”及“四輪穩定行駛”等特點的電動“便攜式汽車”憑其獨特的創意與構思獲得了市場的廣泛關注。該產品形同一臺13英寸的筆記本電腦，可放入背包中隨身攜帶，行駛時最高時速可達每小時16千米。今后，如果道路交通法中的相關規定能得以放寬的話，該產品一定會成為人們日常出行時一款時尚、超前的代步工具

該款新型出行工具中搭載了一套由日本電產伺服公司為其全新研制的小型輪轂馬達。輪轂馬達憑其獨立驅動的特性，不僅可以實現車體結構設計的簡潔化與小型化，還因其無需安裝齒輪減速裝置更大地提高了馬達的靜音性能與輕量化等諸多特點

全面改進后的馬達剛性與小型大功率輸出性能完全滿足該新款出行工具的技術要求

WALKCAR除了要確保產品自身的輕量化與小型化以外，還要充分考慮到承載一位成人時所需的動力性能以及是否能承受行駛中因路面的凹凸不平或上下路肩、盲道時產生的彈跳、抖動、撞擊等外力的影響。為滿足上述技術要求，日本電產伺服決定在原有輪轂馬達的基礎上，對馬達的基本結構作了全面改進。

輪轂馬達的內部結構一般分為可旋轉的外轉子與包括固定環在內的、起固定支架作用的底座這兩部分。底座與外轉子之間僅一處相接，受外力作用下轉子的轉速會產生偏差。

如下圖所示，為了進一步提高馬達整體的剛性，我們將固定環與軸承固定在一起，讓固定環隨軸承一起旋轉。底座（固定部分）上只有法蘭盤一個零部件，將固定化、軛套與輪轂焊接（一體化）在一起達到提高剛性的目的。

通過將連接固定軸的固定環與馬達外殼的輪轂焊接在一起，讓馬達外殼與底座成為一個完整的旋轉體，有效地提高了馬達整體的剛性。

另外，為滿足客戶提出的將之前推出的直徑為60mm、功率為30W的普通款馬達升級為直徑不變、功率為65W的大功率馬達的要求，我們在以往10磁極、12槽繞組的基礎上改用了密度更高的14磁極、12槽的高密度繞組設計方案。以此來加大磁通量達到提高轉矩的目的，同時也可降低周期性出現的轉矩脈動下降的問題。

高柔性電線的使用與轉速偏差的減小為用戶帶來更加穩定與安全的操控感

為防止行駛中因震動導致接線斷裂或內部磁塊脫落等問題的發生，我們重新對使用的物料及生產工藝進行了改進。最后，在物料方面，我們決定使用柔韌度更高的高柔性電線；在生產工藝方面，我們自行制作專用工具并配合新的生產工藝，讓膠水的涂布更薄更均勻。通過上述兩項改進有效地提高了輪轂馬達的耐用性。

WALKCAR是一種軸距極短、不足200mm的純電驅動的代步工具。一般來說，代步工具的軸距越長，其直線行駛時的穩定性越高，但對于以輕便、小型為最大特點的WALKCAR來說，軸距受到了很大的限制。除此之外，WALKCAR在行駛時由前輪中的兩臺輪轂馬達來驅動，一旦左右輪轂馬達的轉速出現偏差，WALKCAR將無法實現直線行駛。普通馬達的生產工藝中，允許馬達轉速存在10?15%的偏差，但為WALKCAR配套生產的馬達則要求將轉速偏差控制在5%以內。

為此，我們重新對馬達內部的磁通量傳感器的安裝位置進行了調整。一般情況下，因該傳感器的安裝位置引起的轉速偏差完全可以忽略不計，但為了滿足WALKCAR的技術要求，我們通過加裝專用治具以及精確監控程序自動檢測儀，成功地將轉速偏差控制在±5%范圍內。

我們衷心期待通過上述各項改進措施研制而成的這款小型、輕便、耐用性強、大功率的輪轂馬達將被更廣泛地應用于無人搬運車、電動助動車、服務型機器人等各類代步工具中。