【干貨】走進(jìn)技術(shù)前沿了解新能源汽車(chē)與輪轂電機(jī)

2017-10-23 14:11:18 電動(dòng)汽車(chē)資源網(wǎng) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

導(dǎo)讀：新能源汽車(chē)現(xiàn)在已經(jīng)是汽車(chē)行業(yè)頗具前瞻性的領(lǐng)域,也是中國(guó)政府的發(fā)展戰(zhàn)略,提出彎道超車(chē)?yán)砟?以追趕在內(nèi)燃機(jī)時(shí)代的巨大技術(shù)落差。在新能源車(chē)型的驅(qū)動(dòng)技術(shù)中,其中有一類(lèi)驅(qū)動(dòng)方式有著很大的發(fā)展前景,那就是輪

導(dǎo)讀： 新能源汽車(chē)現(xiàn)在已經(jīng)是汽車(chē)行業(yè)頗具前瞻性的領(lǐng)域,也是中國(guó)政府的發(fā)展戰(zhàn)略,提出“彎道超車(chē)”理念,以追趕在內(nèi)燃機(jī)時(shí)代的巨大技術(shù)落差。在新能源車(chē)型的驅(qū)動(dòng)技術(shù)中,其中有一類(lèi)驅(qū)動(dòng)方式有著很大的發(fā)展前景,那就是輪轂電機(jī)技術(shù)。

新能源汽車(chē)現(xiàn)在已經(jīng)是汽車(chē)行業(yè)頗具前瞻性的領(lǐng)域,也是中國(guó)政府的發(fā)展戰(zhàn)略,提出“彎道超車(chē)”理念,以追趕在內(nèi)燃機(jī)時(shí)代的巨大技術(shù)落差。在新能源車(chē)型的驅(qū)動(dòng)技術(shù)中,其中有一類(lèi)驅(qū)動(dòng)方式有著很大的發(fā)展前景,那就是輪轂電機(jī)技術(shù)。輪轂電機(jī)技術(shù)又稱(chēng)車(chē)輪內(nèi)裝電機(jī)技術(shù),它最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此大大簡(jiǎn)化了電動(dòng)車(chē)輛的機(jī)械部分,騰出了更大空間。于是采用輪轂電機(jī)成為最終極形式。

當(dāng)然,輪轂電機(jī)并不是什么大黑科技,在1900年保時(shí)捷保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē),在20世紀(jì)70年代,這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車(chē)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。而對(duì)于乘用車(chē)所用的輪轂電機(jī),日系廠(chǎng)商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開(kāi)展較早,目前處于領(lǐng)先地位,包括通用、豐田在內(nèi)的國(guó)際汽車(chē)巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。目前國(guó)內(nèi)也有自主品牌汽車(chē)廠(chǎng)商開(kāi)始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù),后面會(huì)給大家簡(jiǎn)要介紹一下其國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)應(yīng)用及其前景。

一、簡(jiǎn)單給大家介紹輪轂電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):

優(yōu)點(diǎn)1:省略大量傳動(dòng)部件,讓車(chē)輛結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單

對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)輛來(lái)說(shuō),離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的,而這些部件不但重量不輕、讓車(chē)輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問(wèn)題。但是輪轂電機(jī)就很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。除開(kāi)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單之外,采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛可以獲得更好的空間利用率,同時(shí)傳動(dòng)效率也要高出不少。

優(yōu)點(diǎn)2:可實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)方式

由于輪轂電機(jī)具備單個(gè)車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的特性,因此無(wú)論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式,它都可以比較輕松地實(shí)現(xiàn),全時(shí)四驅(qū)在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛上實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常容易。同時(shí)輪轂電機(jī)可以通過(guò)左右車(chē)輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)類(lèi)似履帶式車(chē)輛的差動(dòng)轉(zhuǎn)向,大大減小車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向(不過(guò)此時(shí)對(duì)車(chē)輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和輪胎的磨損較大),對(duì)于特種車(chē)輛很有價(jià)值。

優(yōu)點(diǎn)3:便于采用多種新能源車(chē)技術(shù)

新能源車(chē)型不少都采用電驅(qū)動(dòng),因此輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)也就派上了大用場(chǎng)。無(wú)論是純電動(dòng)還是燃料電池電動(dòng)車(chē),抑或是增程電動(dòng)車(chē),都可以用輪轂電機(jī)作為主要驅(qū)動(dòng)力;即便是對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)型,也可以采用輪轂電機(jī)作為起步或者急加速時(shí)的助力,可謂是一機(jī)多用。同時(shí),新能源車(chē)的很多技術(shù),比如制動(dòng)能量回收(即再生制動(dòng))也可以很輕松地在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)型上得以實(shí)現(xiàn)。

缺點(diǎn)1:增大簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,對(duì)車(chē)輛的操控有所影響

缺點(diǎn)2:電制動(dòng)性能有限,維持制動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行需要消耗不少電能

二、輪轂電機(jī)的市場(chǎng)應(yīng)用

1.國(guó)際巨頭的成果

2013年,福特與汽車(chē)零部件廠(chǎng)商舍弗勒共同開(kāi)發(fā)搭載輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的后驅(qū)嘉年華。用在嘉年華上的輪轂電機(jī),單個(gè)重量為53千克,比傳統(tǒng)車(chē)輪裝置的重量高不少。舍弗勒的輪轂電機(jī)采用水冷設(shè)計(jì),單個(gè)電機(jī)最大功率40千瓦(54馬力),電機(jī)工作時(shí)平均輸出功率為33千瓦,兩臺(tái)電機(jī)的最大功率為80千瓦(40×2),約109馬力,連續(xù)輸出時(shí)的平均功率為66千瓦(33×2),即90馬力,輸出扭矩可達(dá)700牛米。

目前國(guó)際上著名的輪轂電機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)商有英國(guó)的Protean電機(jī)公司、加拿大的TM4公司、著名的輪胎生產(chǎn)商米其林公司和日本的普利司通公司。

其中,英國(guó)的Protean電機(jī)公司是一家專(zhuān)門(mén)研發(fā)生產(chǎn)輪轂電機(jī)的公司。其生產(chǎn)的輪轂電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)75kW的峰值功率和1250NM的峰值扭矩,質(zhì)量為36kg,可安裝在直徑為18英寸以上的車(chē)輪中,能回收高達(dá)85%的制動(dòng)能量。

據(jù)了解,Protean已與多家整車(chē)廠(chǎng)商合作研發(fā)了多款裝配輪轂電機(jī)的樣車(chē)和改裝車(chē)型,包括福特F150-EV、VolvoC30 SeriesHEV、沃克斯豪爾Vivaro貨車(chē)、廣汽傳祺mmpchiEV以及基于梅賽德斯奔馳E級(jí)的巴博斯純電動(dòng)與混合動(dòng)力車(chē)型。

2.國(guó)內(nèi)零部件企業(yè)的布局

萬(wàn)安科技與Protean股權(quán)合作戰(zhàn)略布局輪轂電機(jī)技術(shù),欲開(kāi)發(fā)16寸輪轂的輪轂電機(jī),以加速推進(jìn)輪轂電機(jī)技術(shù)在國(guó)內(nèi)落地和產(chǎn)業(yè)化。

亞太股份以參股方式投資斯洛文尼亞輪轂電機(jī)技術(shù)公司1000萬(wàn)歐元,占該公司股份的20%。雙方同意在中國(guó)成立合資公司,亞太股份占該合資公司51%的股份,歐盟公司占該合資公司49%的股份。亞太可以利用歐盟斯洛文尼亞輪轂電機(jī)技術(shù)公司的技術(shù)在中國(guó)打造本土化產(chǎn)品,推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

輪轂電機(jī)在客車(chē)中應(yīng)用就比較多了,如BYD、宇通、中通、蘇州金龍等;湖北泰特機(jī)電有限公司、易輪動(dòng)力等等也都在積極布局中。

三、市場(chǎng)觀察

由于輪轂電機(jī)具有高效率,高集成度的優(yōu)點(diǎn),與新能源汽車(chē)十分契合,在新能源汽車(chē)領(lǐng)域有非常好的發(fā)展前景。不過(guò),由于輪轂電機(jī)增加了簧下質(zhì)量,會(huì)影響車(chē)輛的操控性能,此外,還有很多防水防塵防震和散熱的挑戰(zhàn)需要克服。同時(shí)由于輪轂電機(jī)還沒(méi)有大規(guī)模量產(chǎn),成本居高不下,推廣普及還需要一定時(shí)間。對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)企來(lái)說(shuō),一直以來(lái)的傳統(tǒng)是,傳動(dòng)歸傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)歸驅(qū)動(dòng),底盤(pán)歸底盤(pán),分屬不同的部分,涇渭分明,簡(jiǎn)單來(lái)講就是橋歸橋,路歸路。一旦普及,傳動(dòng)系統(tǒng)將取消,驅(qū)動(dòng)和底盤(pán)將深度融合在一起,對(duì)于傳統(tǒng)車(chē)企的組織架構(gòu)是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)車(chē)企想要推動(dòng)這個(gè)變革,其決心不亞于壯士斷腕。

未來(lái)已到,誰(shuí)把握著最新技術(shù)的方向,意味贏得未來(lái)。特斯拉之于馬克斯,磷酸鐵鋰電池之于BYD; 傳動(dòng)電機(jī)電控已日趨成熟與飽和,或許輪轂電機(jī)又是下一個(gè)風(fēng)口呢?(EV江湖,Bentty李清)

原標(biāo)題:技術(shù)前沿：新能源汽車(chē)與輪轂電機(jī)

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