新能源汽車現(xiàn)在已經(jīng)是汽車行業(yè)頗具前瞻性的領(lǐng)域,也是中國政府的發(fā)展戰(zhàn)略,提出"彎道超車"理念,以追趕在內(nèi)燃機時代的巨大技術(shù)落差。在新能源車型的驅(qū)動技術(shù)中,其中有一類驅(qū)動方式有著很大的發(fā)展前景,那就是輪轂電機技術(shù)。輪轂電機技術(shù)又稱車輪內(nèi)裝電機技術(shù),它最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，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(shù)在礦山運輸車等領(lǐng)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(shù)研發(fā)開展較早,目前處于領(lǐng)先地位,包括通用、豐田在內(nèi)的國際汽車巨頭也都對該技術(shù)有所涉足。目前國內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項技術(shù),后面會給大家簡要介紹一下其國內(nèi)的市場應用及其前景。
一、簡單給大家介紹輪轂電機的優(yōu)缺點:
優(yōu)點1:省略大量傳動部件,讓車輛結(jié)構(gòu)更簡單
對于傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)更為簡單之外,采用輪轂電機驅(qū)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(yōu)點2:可實現(xiàn)多種復雜的驅(qū)動方式
由于輪轂電機具備單個車輪獨立驅(qū)動的特性,因此無論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式,它都可以比較輕松地實現(xiàn),全時四驅(qū)在輪轂電機驅(qū)動的車輛上實現(xiàn)起來非常容易。同時輪轂電機可以通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實現(xiàn)類似履帶式車輛的差動轉(zhuǎn)向,大大減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑,在特殊情況下幾乎可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向(不過此時對車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)和輪胎的磨損較大),對于特種車輛很有價值。
優(yōu)點3:便于采用多種新能源車技術(shù)
新能源車型不少都采用電驅(qū)動,因此輪轂電機驅(qū)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(qū)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(shù),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(qū)動車型上得以實現(xiàn)。
缺點1:增大簧下質(zhì)量和輪轂的轉(zhuǎn)動慣量,對車輛的操控有所影響(不再展開)
缺點2:電制動性能有限,維持制動系統(tǒng)運行需要消耗不少電能(不再展開)
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(fā)搭載輪轂電機驅(qū)動技術(shù)的后驅(qū)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(tǒng)車輪裝置的重量高不少。舍弗勒的輪轂電機采用水冷設(shè)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(xù)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(chǎn)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(chǎn)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(fā)生產(chǎn)輪轂電機的公司。其生產(chǎn)的輪轂電機能夠?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英寸以上的車輪中,能回收高達85%的制動能量。
據(jù)了解,Protean已與多家整車廠商合作研發(fā)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(nèi)零部件企業(yè)的布局
萬安科技與Protean股權(quán)合作戰(zhàn)略布局輪轂電機技術(shù),欲開發(fā)16寸輪轂的輪轂電機,以加速推進輪轂電機技術(shù)在國內(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技術(shù)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(shù)公司的技術(shù)在中國打造本土化產(chǎn)品,推動中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)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(yōu)點,與新能源汽車十分契合,在新能源汽車領(lǐng)域有非常好的發(fā)展前景。不過,由于輪轂電機增加了簧下質(zhì)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(zhàn)需要克服。同時由于輪轂電機還沒有大規(guī)模量產(chǎn),成本居高不下,推廣普及還需要一定時間。對于傳統(tǒng)車企來說,一直以來的傳統(tǒng)是,傳動歸傳動,驅(qū)動歸驅(qū)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(tǒng)將取消,驅(qū)動和底盤將深度融合在一起,對于傳統(tǒng)車企的組織架構(gòu)是一個非常大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)車企想要推動這個變革,其決心不亞于壯士斷腕。
未來已到,誰把握著最新技術(shù)的方向,意味贏得未來。特斯拉之于馬克斯,磷酸鐵鋰電池之于BYD; 傳動電機電控已日趨成熟與飽和,或許輪轂電機又是下一個風口呢?
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