3月12日,东风威孚轮毂驱动乘用车示范运营项目全球首发仪式在江苏无锡举行。这是继2022年12月成为全球首家搭载轮毂电机完成乘用车认证公告的整车企业后,东风汽车集团有限公司( 下图岚图追光高性能版轮毂电机整车揭幕)携手合作伙伴在轮毂驱动乘用车领域巩固技术领跑优势的标志性事件。
那么什么是轮毂电机呢?
通俗来讲,轮毂电机就是把电机直接装在车轮里,省掉半轴等传动部件。
事实上,轮毂电机并非新生事物。早在1900年,费迪南德·保时捷就提出了把电机装到车轮上的想法,并首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车。下面这张图,这辆车整体造型是不是很像马车?但他确实是一辆电动汽车。车辆的前轮是不是有两顶“大帽子”,那不是刹车盘,那是轮毂电机。
轮毂电机特点:省去大量传动部件,让车辆结构更简单
对于传统车辆来说,离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的,而这些部件不但重量不轻、让车辆的结构更为复杂,同时也存在需要定期维护和故障率的问题。
尤其对于军用车辆,如下图的8*8轮式战车,轮毂电机会大大简化底盘传动系统,获得更大的车内装载和布置空间,更重要的是,取消了传统内燃机,对于热成像的夜视仪,也大大提高了战场生存能力。
可实现多种复杂的驱动方式
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,在特殊情况下几乎可以实现原地转向(不过此时对车辆转向机构和轮胎的磨损较大),对于特种车辆很有价值。(下图为前苏联“白杨”系列导弹运输车采用“燃气轮机+发电机+轮毂电机”驱动技术)
轮毂电机为什么没有大规模量产?
虽然说轮毂电机有很多优点,但也存在诸多缺点,而这些缺点也正是其不被大规模使用的原因。
首先,轮毂和电机集成在一起,无疑增加了簧下质量,致使整车的舒适性以及操控性大打折扣。这就和我们穿的鞋一样,如果鞋子太重,那走路肯定不方便,动作反应也会变迟钝。(从上图的实装图也可见一斑)其次,轮毂电机散热困难。由于轮毂电机集成在轮毂内,散热环境差,容易导致电机过热,影响电机寿命。另外车轮摩擦生热加上电机发热,很容易造成轮胎的损坏。第三,轮毂电机的环境适应性差。轮毂电机因为集成在轮毂中,所以离地间隙相对较低,那么在遇到雨雪、砂石、泥泞路段或者涉水路段的时候,比较容易受到冲击或者破坏。
轮边电机又是什么?
轮边电机是电机装在车轮边上以单独驱动该车轮,轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里,定子固定在轮胎上,转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。
除了刀片电池外,比亚迪另一项黑科技也成为中国制造的新名片,这便是轮边电机,在同一领域,比亚迪拥有世界最强的话语权,累计专利数量位居全球第一,全球占比高达40.54%,远超美国的16.2%和日本的11.23%,那么比亚迪的轮边电机到底有多强呢?
轮边电机是电机装在车轮边上以单独驱动该车轮,轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里,定子固定在轮胎上,转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。
轮边电机是电机装在车轮边上以单独驱动该车轮,轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里,定子固定在轮胎上,转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。
主要优点有:
1、电子差速控制技术实现转弯时内外轮不同转速,而且精确度更高。2、取消机械差速装置,有利于机械系统减轻重量,提高传动效率,降低传动噪声。3、有利于整车总布置的优化和整车动力学性能的匹配优化。4、降低对电动汽车的性能指标要求,且具有冗余可靠性高的特点。
主要缺点:
目前轮边驱动系统主要问题集中在电机的控制上,哪台电机需要工作,在什么样的工况下工作,这需要很长的时间来研究。轮边驱动系统的驱动精细程度很高,甚至能够精确到多少转矩和扭力,但是越精细控制起来就会越复杂。在车辆行驶过程中,其核心零部件VMS(整车控制器)的计算量非常大,每增加一台电机或者一个节点,VMS的数据处理量就会成倍增加。
综合来看,车企想要使用轮毂电机,那么就得解决其存在的问题,而这些问题看上去个个都比较棘手。所以经过衡量对比,车企发现现阶段采用的传统方式布置电机,无论是技术还是设计,都要比使用轮毂电机更加成熟。不过,随着技术的进步,轮毂电机也是有可能被大规模应用到量产车上的。此次东风将轮毂电机应用于量产车型,是否会带来新的风潮呢?
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