直驅(qū)電機(jī)/輪邊電機(jī)/輪轂電機(jī)"三部曲"如何彈?

驅(qū)動電機(jī)作為新能源汽車的三大核心部件之一,汽車新能源整車企業(yè)一定是時刻在關(guān)注輪轂電機(jī)飛的發(fā)展。2020年動力電池目標(biāo)300KW/GK目標(biāo)已經(jīng)很清晰,我國新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)造就了一批國際第一方陣動力電池企業(yè),但是中國還沒有國際第一方陣的驅(qū)動電機(jī)企業(yè)。對整車新能源汽車企業(yè)而言比較困惑的是,純電動汽車路線已經(jīng)明確,但是驅(qū)動電機(jī),卻是?“直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)”三部曲?彼此之間沒有協(xié)調(diào)起來,專業(yè)人事的觀點模糊不清,用戶更搞不清楚了。

一、車輛驅(qū)動電機(jī)發(fā)展歷程

無軌電車一直沒有列入汽車序列,基本理由是它沒有車載能源,但是車輛管理上也是列入公交車輛序列的。無軌電車不是汽車,但一定是道路運輸機(jī)動車輛。目前純電動汽車與無軌電車在原理上,基本是一致的,不同一點,無軌電車沒有車載動力電池,純電動汽車有車載電池。

無軌電車的驅(qū)動電機(jī),與純電動汽車驅(qū)動電機(jī)是一樣的。時代的進(jìn)步,驅(qū)動電機(jī)也是進(jìn)步了。無軌電車長期使用的直流電機(jī),中國純電動汽車驅(qū)動電機(jī)一開始應(yīng)用的異步交流電機(jī),接下來就是永磁同步電機(jī)了。

到了今天,車輛驅(qū)動電機(jī)基本上統(tǒng)一采用永磁同步電機(jī)了,無軌電車也上采用永磁了同步電機(jī)。

這里討論的直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)都是永磁同步電機(jī),所謂“直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)”是指電機(jī)安裝在車輛的位置不同的電機(jī)而言。

二、直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)相同點及發(fā)展趨勢

這里討論是汽車驅(qū)動電機(jī)。所謂驅(qū)動,是指要驅(qū)動輪胎運動的電機(jī)即直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)等三類電機(jī),要驅(qū)動的對象都是車輪。既然已經(jīng)是永磁同步電機(jī)了,其工作原理是一樣的。

其基本要求:

注:不同的電機(jī)幾何尺寸不同了,當(dāng)然性能參數(shù)也是區(qū)別的

其發(fā)展趨勢

(1)高功率密度:高速、高轉(zhuǎn)矩密度

(2)寬調(diào)速范圍-調(diào)節(jié)永磁或反電勢

(3)低成本-新材料與優(yōu)化設(shè)計

三、直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)不相同點

①直驅(qū)電機(jī)配備的車橋

直驅(qū)電機(jī)是相當(dāng)于發(fā)動機(jī)而言的,發(fā)動機(jī)驅(qū)動輪胎運動,中間要一定過渡零部件(變速箱、傳動軸等),而直驅(qū)電機(jī)與傳統(tǒng)車橋中間連接了。下圖是東風(fēng)徳納車橋的產(chǎn)品。

圖1 直驅(qū)電機(jī)的東風(fēng)徳納車橋

其主要特點:車橋集成了電機(jī)、變速箱、傳動軸、差速器,這幾大件全部直接集成安裝在了車橋的中間。

②輪邊電機(jī)配備的車橋

ZF輪邊電驅(qū)橋是典型的代表:兩個驅(qū)動電機(jī)布置在車橋兩側(cè),通過側(cè)減速器和輪邊減速器實現(xiàn)減速增扭驅(qū)動車輪。見圖2。

圖2 ZF輪邊電驅(qū)橋

③輪轂電機(jī)配備的車橋

輪轂電機(jī)組件爆炸圖見圖3 。

圖3 輪轂電機(jī)組件

輪轂電機(jī)配備的車橋見圖4。

圖4 泰特機(jī)電輪轂電機(jī)配備車橋

從上面的介紹中,驅(qū)動電機(jī)必須與車橋結(jié)合,才能發(fā)揮作用,直驅(qū)電機(jī)的東風(fēng)徳納車橋,是基于傳統(tǒng)車橋原理開發(fā)的,保留傳統(tǒng)車橋的優(yōu)點。ZF輪邊電驅(qū)橋和泰特機(jī)電輪轂電機(jī)配備車橋,已經(jīng)看不到傳統(tǒng)車橋的優(yōu)點。

直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)是三部曲,但是彼此之間,還看不出是遞進(jìn)關(guān)系,理論上也許可以說,分布是電機(jī)(輪轂電機(jī))是純電動汽車最終目標(biāo),而工程角度來看,好像還不是這回事。

四、直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)“三部曲”如何彈?

①目前占市場優(yōu)勢的是直驅(qū)電機(jī)+傳統(tǒng)車橋,傳統(tǒng)車橋是基于發(fā)動機(jī)驅(qū)動,滿足汽車運動的要求,即汽車行駛速度變化、車輛運動穩(wěn)定性、車輛顛簸頻繁的要求。而直驅(qū)電機(jī)的東風(fēng)徳納車橋,可以回答這些問題。

②輪邊電機(jī)配備車橋。比亞迪和長江汽車對輪邊電機(jī)推廣應(yīng)用進(jìn)行了嘗試。但是汽車運動原理來講,輪邊電機(jī)配備車橋回答不了,它如何發(fā)揮傳統(tǒng)車橋優(yōu)勢。 ?

③輪轂電機(jī)如何減速傳動?有非常大的直接驅(qū)動扭矩。輪轂電機(jī)受到路面的沖擊非常大,可靠性、耐久性如何保障?輪轂電機(jī)如何克服車輛顛簸?傳統(tǒng)車橋是省掉了,但是其功能不能省。

湖北泰特機(jī)電有限公司介紹,其技術(shù)源于荷蘭(e-Traction)公司。其創(chuàng)始于1981年,是研發(fā)輪轂電機(jī)的先驅(qū),擁有發(fā)明專利200多項。在歐洲8個國家11個城市的公交車上試用,最長運行時間超過9年。

認(rèn)真思考一下,試用已經(jīng)超過9年,還在試用,既然是試用,11個城市每一個城市3輛,累計不會超33輛公交車。到了中國就要量產(chǎn)到5000輛,邏輯上好像不通?而驅(qū)電機(jī)+傳統(tǒng)車橋的純電動公交車最保守估計超20萬輛以上了吧。就是直驅(qū)電機(jī)的東風(fēng)徳納車橋,也沒有普遍推廣應(yīng)用。

核心技術(shù)是靠時間積累的,直驅(qū)電機(jī)、輪邊電機(jī)、輪轂電機(jī)三部曲如何彈?還得穩(wěn)步練習(xí),不要急于說直白了,誰替代誰,誰顛覆誰。