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从电动车到电动汽车—轮毂电机技术的逆袭

[ 发布日期:2017-05-26 点击:3285 来源:烟台合能电驱动系统有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]

在上周结束的上海车展上,多种新锐技术得到了全面展示。轮毂电机这种技术也是其中之一,多家轮毂电机的研发企业参展,像NTNAPG,亚太股份,北汽等,好像这种技术一下成了电动汽车的新宠。那么轮毂电机到底是什么技术呢?

轮毂

 

传统汽车的动力传递

 

传统燃油汽车的动力传递方式:发动机输出的动力,须经过一系列的动力传递装置才到达驱动轮。发动机到驱动轮之间的动力传递机构,主要由离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器以及半轴等部分组成。发动机输出的动力,先经过离合器,由变速器变扭和变速后,经传动轴把动力传递到主减速器上,通过差速器和半轴把动力传递到驱动轮上。

 

轮毂直驱系统介绍

 

轮毂电机技术又称车轮内装电机技术,它的特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内,因此将电动车辆的机械部分大大简化。将电机装在轮毂内,不经过任何机械结构的传递,直接驱动车轮。这是不是有点脚踏“风火轮”的感觉?搭配轮毂直驱系统的汽车,动力传递很简单:电池--控制器--轮毂电机(驱动车轮),如下图。

 

相信大家已经发现了,轮毂电机技术若大量应用,将淘汰发动机(以电池代替)、离合器、变速器、分动器、传动轴、主减速器等一系列的机械结构。幸好,车桥还在,而且,轮毂电机必须与车桥深度融合方能发挥其优势。

 

既然轮毂直驱系统这么叼,那它有什么优点呢?

 

,高效率。传统汽车的传动系统结构复杂,每一级传动都有传动效率的损失。而轮毂电机直接驱动车轮,避免了传递路径上效率的损失,可以提升效率,节省能量。

 

第二,结构简单。汽车省去大量机械传动结构之后,整车质量下降,车内空间变大,汽车设计师可以更自由的设计车辆了。

 

由于轮毂电机的高集成度,轮毂电机理论上只与车轮大小有关,所以更容易模块化,避免重复开发,可以缩短新车型的开发周期和开发费用。

 

第三,驱动方式灵活。由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性,因此无论是前驱、后驱还是四驱形式,它都可以比较轻松地实现,全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向,大大减小车辆的转弯半径。目前,传统汽车无法实现零半径转向和横向行驶,轮毂电机却能做到,使得泊车操作更加简单,节约城市停车空间。一位业内人士说:“大规模采用轮毂电机后,驾照考试中的侧方位停车或许会取消。”

 

第四,与新能源技术的结合。采用轮毂电机可以匹配包括纯电动、混合动力和燃料电池电动车等多种新能源车型。这两种技术互相促进、互相融合,都是行业发展方向。

 

轮毂直驱系统也有一些突出的缺点

 

,增大簧下质量和轮毂的转动惯量,对车辆的操控有所影响。传统汽车的轮毂与悬架之间隔着弹簧,轮毂电机与车轮集成在一起,增加簧下质量,影响车辆的操控性能,尤其是颠簸、加速、弯道等路况下的稳定性有待提高。

 

第二,密封、散热难题。轮毂电机工作的环境恶劣,面临路面振动、水、灰尘等多方面影响,而电机比较娇贵,所以密封方面的要求较高,而且是高速运转状态下的密封。同时,在设计上需要为轮毂电机单独考虑散热问题,一个是电机本身发热,一个是车轮制动产生的热量。这些都考验着轮毂电机的可靠性。

 

第三,控制难题。轮毂直驱系统并不是做一个轮毂电机就完事儿了,驱动控制系统(将来就是汽车的ECU)同样是核心。采用何种策略控制驱动轮非常重要,特别是转弯时的差速如何实现,制动时能量如何回收。控制系统本身的可靠性对驾乘人员来说也至关重要。

 

轮毂电机应用于电动汽车行业还有一段距离,比如造价高,驱动技术复杂等都会给其广泛使用带来瓶颈,但在一些小型汽车上也许会有较快的发展。比如NTN就开发了电动微型车用轮毂式电机系统,它被期待用于购物、通勤等近距离的行驶,以及方便高龄者乘降的电动汽车,并适用于电动汽车城市的双人座电动微型车,并会有更大的内部空间。

 

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