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轮毂电机技术这么火 到底是啥原理?

2019年01月07日 15:46:37 来源:汽车讲解大全

在回答这个问题之前,首先要说明一下“轮毂电机,“轮毂电机”说白了就是将车子的“动力系统、传动系统、刹车系统”集成到一起而设计出来的电机。

轮毂电机技术并非新生事物,早在1900年,保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车,在20世纪70年代,这一技术在矿山运输车等领域得到应用。而对于乘用车所用的轮毂电机,日系厂商对于此项技术研发开展较早,目前处于领先地位,包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该技术有所涉足。

轮毂电机的优缺点

优点1:省略大量传动部件,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。但是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除开结构更为简单之外,采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率,同时传动效率也要高出不少。

优点2: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。

优点3:便于采用多种新能源车技术

新能源车型不少都采用电驱动,因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车,抑或是增程电动车,都可以用轮毂电机作为主要驱动力;即便是对于混合动力车型,也可以采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力,可谓是一机多用。同时,新能源车的很多技术,比如制动能量回收(即再生制动)也可以很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。

如此优秀的技术,为什么没能普及呢?其实对于轮毂电机,一部分人担心的的精确控制四轮转速之类的完全不是什么问题,这只是普通的电控系统就能实现的功能,而且实现起来比传统汽车容易得多,国外博世、戴姆勒、GE等都能提供可靠方案,国内也有几家可以做的,比如亚太电机。其次,在极限情况下,比如有一个电机失灵,系统也可以轻松调整其他轮毂电机转速,使整车不至于失控。

真正的问题在于:

1,虽然整车质量大大下降,但是簧下质量大大提高了,将对整车的操控、舒适性和悬挂的可靠性带来非常巨大的影响!

2,成本问题,高转化效率、轻量化的四轮轮毂电机价格居高不下,目前尚不足以吸引厂商进行转型。

3,可靠性问题,将精密的电机放到轮毂上,就算不考虑长期剧烈上下振动和恶劣的工作环境(水、尘)带来的故障问题,也要考虑轮毂部分是车祸中很容易受损的部位,维修成本偏高。

4,制动热量与能耗问题,电机本身就在发热,由于簧下质量增加,制动压力更大,发热也更大,如此集中的发热对制动性能要求非常高,目前只能寄希望于水冷、油冷。且电制动系统会增加耗能,在目前电池难以突破的状况下,这个问题更显得突出。

总结

轮毂电机这项技术确实有着很好的优势,不仅能节省大量空间,还能提升传动效率,是新能源车发展的一个很好的方向。但是目前来看这项技术还存在许多问题,比如车轮工作环境过于复杂、耐久性不好保证、还有高速的震动、噪音以及制动和悬架的优化等等,这些都是工程师们需要一步步解决的。

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