【干貨】走進技術前沿了解新能源汽車與輪轂電機

2017-10-23 14:11:18 電動汽車資源網　點擊量：評論 (0)

導讀：新能源汽車現在已經是汽車行業頗具前瞻性的領域,也是中國政府的發展戰略,提出彎道超車理念,以追趕在內燃機時代的巨大技術落差。在新能源車型的驅動技術中,其中有一類驅動方式有著很大的發展前景,那就是輪

導讀： 新能源汽車現在已經是汽車行業頗具前瞻性的領域,也是中國政府的發展戰略,提出“彎道超車”理念,以追趕在內燃機時代的巨大技術落差。在新能源車型的驅動技術中,其中有一類驅動方式有著很大的發展前景,那就是輪轂電機技術。

新能源汽車現在已經是汽車行業頗具前瞻性的領域,也是中國政府的發展戰略,提出“彎道超車”理念,以追趕在內燃機時代的巨大技術落差。在新能源車型的驅動技術中,其中有一類驅動方式有著很大的發展前景,那就是輪轂電機技術。輪轂電機技術又稱車輪內裝電機技術,它最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內，因此大大簡化了電動車輛的機械部分,騰出了更大空間。于是采用輪轂電機成為最終極形式。

當然,輪轂電機并不是什么大黑科技,在1900年保時捷保時捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車,在20世紀70年代,這一技術在礦山運輸車等領域得到應用。而對于乘用車所用的輪轂電機,日系廠商對于此項技術研發開展較早,目前處于領先地位,包括通用、豐田在內的國際汽車巨頭也都對該技術有所涉足。目前國內也有自主品牌汽車廠商開始研發此項技術,后面會給大家簡要介紹一下其國內的市場應用及其前景。

一、簡單給大家介紹輪轂電機的優缺點:

優點1:省略大量傳動部件,讓車輛結構更簡單

對于傳統車輛來說,離合器、變速器、傳動軸、差速器乃至分動器都是必不可少的,而這些部件不但重量不輕、讓車輛的結構更為復雜,同時也存在需要定期維護和故障率的問題。但是輪轂電機就很好地解決了這個問題。除開結構更為簡單之外,采用輪轂電機驅動的車輛可以獲得更好的空間利用率,同時傳動效率也要高出不少。

優點2:可實現多種復雜的驅動方式

由于輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性,因此無論是前驅、后驅還是四驅形式,它都可以比較輕松地實現,全時四驅在輪轂電機驅動的車輛上實現起來非常容易。同時輪轂電機可以通過左右車輪的不同轉速甚至反轉實現類似履帶式車輛的差動轉向,大大減小車輛的轉彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實現原地轉向(不過此時對車輛轉向機構和輪胎的磨損較大),對于特種車輛很有價值。

優點3:便于采用多種新能源車技術

新能源車型不少都采用電驅動,因此輪轂電機驅動也就派上了大用場。無論是純電動還是燃料電池電動車,抑或是增程電動車,都可以用輪轂電機作為主要驅動力;即便是對于混合動力車型,也可以采用輪轂電機作為起步或者急加速時的助力,可謂是一機多用。同時,新能源車的很多技術,比如制動能量回收(即再生制動)也可以很輕松地在輪轂電機驅動車型上得以實現。

缺點1:增大簧下質量和輪轂的轉動慣量,對車輛的操控有所影響

缺點2:電制動性能有限,維持制動系統運行需要消耗不少電能

二、輪轂電機的市場應用

1.國際巨頭的成果

2013年,福特與汽車零部件廠商舍弗勒共同開發搭載輪轂電機驅動技術的后驅嘉年華。用在嘉年華上的輪轂電機,單個重量為53千克,比傳統車輪裝置的重量高不少。舍弗勒的輪轂電機采用水冷設計,單個電機最大功率40千瓦(54馬力),電機工作時平均輸出功率為33千瓦,兩臺電機的最大功率為80千瓦(40×2),約109馬力,連續輸出時的平均功率為66千瓦(33×2),即90馬力,輸出扭矩可達700牛米。

目前國際上著名的輪轂電機生產廠商有英國的Protean電機公司、加拿大的TM4公司、著名的輪胎生產商米其林公司和日本的普利司通公司。

其中,英國的Protean電機公司是一家專門研發生產輪轂電機的公司。其生產的輪轂電機能夠實現75kW的峰值功率和1250NM的峰值扭矩,質量為36kg,可安裝在直徑為18英寸以上的車輪中,能回收高達85%的制動能量。

據了解,Protean已與多家整車廠商合作研發了多款裝配輪轂電機的樣車和改裝車型,包括福特F150-EV、VolvoC30 SeriesHEV、沃克斯豪爾Vivaro貨車、廣汽傳祺mmpchiEV以及基于梅賽德斯奔馳E級的巴博斯純電動與混合動力車型。

2.國內零部件企業的布局

萬安科技與Protean股權合作戰略布局輪轂電機技術,欲開發16寸輪轂的輪轂電機,以加速推進輪轂電機技術在國內落地和產業化。

亞太股份以參股方式投資斯洛文尼亞輪轂電機技術公司1000萬歐元,占該公司股份的20%。雙方同意在中國成立合資公司,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技術公司的技術在中國打造本土化產品,推動中國新能源汽車產業的發展。

輪轂電機在客車中應用就比較多了,如BYD、宇通、中通、蘇州金龍等;湖北泰特機電有限公司、易輪動力等等也都在積極布局中。

三、市場觀察

由于輪轂電機具有高效率,高集成度的優點,與新能源汽車十分契合,在新能源汽車領域有非常好的發展前景。不過,由于輪轂電機增加了簧下質量,會影響車輛的操控性能,此外,還有很多防水防塵防震和散熱的挑戰需要克服。同時由于輪轂電機還沒有大規模量產,成本居高不下,推廣普及還需要一定時間。對于傳統車企來說,一直以來的傳統是,傳動歸傳動,驅動歸驅動,底盤歸底盤,分屬不同的部分,涇渭分明,簡單來講就是橋歸橋,路歸路。一旦普及,傳動系統將取消,驅動和底盤將深度融合在一起,對于傳統車企的組織架構是一個非常大的挑戰。傳統車企想要推動這個變革,其決心不亞于壯士斷腕。