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行業(yè)視點(diǎn)
輪轂電機PK雙電機雙變速器!
內容簡(jiǎn)介:輪轂電機與雙電機雙變速器,一個(gè)被看作具有突破性的技術(shù),另一個(gè)是對現有技術(shù)的再認識和改進(jìn),在未來(lái)的驅動(dòng)方式競爭中,誰(shuí)能執牛耳?時(shí)間會(huì )告訴我們答案。

      中國汽車(chē)報5月24日報道 未來(lái)的動(dòng)力驅動(dòng)系統采用哪種方式?這是很多人關(guān)心的問(wèn)題,汽車(chē)界人士的答案分成二大陣營(yíng)。有人說(shuō)輪轂電機代表了未來(lái)的發(fā)展方向,這項突破性技術(shù)誕生已有相當長(cháng)時(shí)間,然而,一直沒(méi)有量產(chǎn)車(chē)型上市;有人說(shuō)雙電機雙變速器在未來(lái)十年之內是主流動(dòng)力驅動(dòng)系統。這項技術(shù)是對現有的傳統技術(shù)重新認識,加以改進(jìn)使用,已有多家整車(chē)企業(yè)采用了這套動(dòng)力驅動(dòng)系統。 

西瑪電機輪轂電機PK雙電機雙變速器

      輪轂電機與雙電機雙變速器在未來(lái)動(dòng)力驅動(dòng)系統競爭中,誰(shuí)能執牛耳? 
      輪轂電機的優(yōu)勢與短板均突出
      動(dòng)力傳輸路徑越短,使用效率越高,這是汽車(chē)專(zhuān)家的共識,輪轂電機的優(yōu)勢恰恰體現在這個(gè)方面。英國Protean公司亞太區負責人徐東說(shuō):“輪轂電機集成了驅動(dòng)、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置在狹小的空間內,結構非常緊湊。動(dòng)力直接作用于車(chē)輪上,省略了離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器、分動(dòng)器等傳動(dòng)部件,動(dòng)力使用效率大大提高。”
      目前,傳統汽車(chē)無(wú)法實(shí)現零半徑轉向和橫向行駛,輪轂電機卻能做到,使得泊車(chē)操作更加簡(jiǎn)單,節約城市停車(chē)空間。一位業(yè)內人士說(shuō):“大規模采用輪轂電機后,駕照考試中的側方位停車(chē)或許會(huì )取消。”
      輪轂電機的優(yōu)勢很明顯,短板也很突出。精進(jìn)電動(dòng)CTO蔡蔚說(shuō):“傳統汽車(chē)的輪轂與懸架之間隔著(zhù)彈簧,輪轂電機與車(chē)輪集成在一起,增加簧下質(zhì)量,影響車(chē)輛的操控性能,尤其是彎道的穩定性很差。”
      輪轂電機與路面的距離較近,并且處于高速運轉之中,密封要求非常高。北京航空航天大學(xué)教授徐向陽(yáng)說(shuō):“南方雨水比較多,即使行走在城市道路上,輪轂電機也要經(jīng)常涉水。靜態(tài)的密封難度較低,高速運轉狀態(tài)下實(shí)現密封較困難。”
      傳統汽車(chē)通過(guò)輪胎和彈簧兩套減震系統增強車(chē)輛的舒適性,輪轂電機僅靠輪胎減震,帶來(lái)可靠性問(wèn)題。蔡蔚說(shuō):“輪胎的減震能力有限,遇到坑洼不平的道路,輪轂電機與輪壁容易產(chǎn)生硬碰撞,降低輪轂電機的可靠性。”
      高速運轉的零部件離不開(kāi)潤滑油降低摩擦阻力,輪轂電機非常緊湊,潤滑油的添加及零部件之間的潤滑存在一定困難。徐向陽(yáng)說(shuō):“高速運轉的零部件會(huì )消耗更多的潤滑油,輪轂電機的空隙非常小,難有儲存潤滑油的空間。”
      電機的特點(diǎn)是高轉速低扭矩,輪轂電機省去了變速器等裝置,依靠電機控制器調節轉速,這使得輪轂電機使用范圍變窄,在商用車(chē)、專(zhuān)用車(chē)上難以使用。即使在乘用車(chē)上使用,爬坡性能也不佳。
      在今年北京車(chē)展上,記者就這些問(wèn)題詢(xún)問(wèn)亞太股份相關(guān)人員,他們只告訴記者,亞太股份輪轂電機采用水冷系統,解決了散熱問(wèn)題,其他問(wèn)題沒(méi)有回答記者。
      亞太股份已設立輪轂電機事業(yè)部,準備大力推進(jìn)研發(fā)和量產(chǎn)工作。記者也獲知,英國Protean與國內一家企業(yè)合作準備在天津建設輪轂電機工廠(chǎng),記者在天津看到施工場(chǎng)地已搭起了圍欄。
■ 雙電機雙變速器仍是主流
      前不久,南京越博動(dòng)力系統股份有限公司與東風(fēng)特汽、廈門(mén)金旅、中通客車(chē)、長(cháng)安客車(chē)、南京金龍等企業(yè)簽訂長(cháng)期戰略合作協(xié)議,他們計劃裝配3~4萬(wàn)套雙電機雙變速器在新能源汽車(chē)上。在此之前,南京越博已給純電動(dòng)商用車(chē)配套了近萬(wàn)套動(dòng)力總成產(chǎn)品。這些企業(yè)看中了雙電機雙變速器什么優(yōu)勢呢?
      電機能夠瞬間啟動(dòng)并短時(shí)間內進(jìn)入高速運轉,幾乎不受高溫與嚴寒天氣影響,電機驅動(dòng)也被認為是未來(lái)的發(fā)展方向。然而,電機驅動(dòng)也有短板。南京越博董事長(cháng)李占江說(shuō):“電機的高效工作區比較窄,電機與變速器結合就是通過(guò)齒輪速比變化反復利用電機的高效工作區。電機在高效工作區才能發(fā)揮最大效能并消耗最少的能量。”
      電機+變速器的優(yōu)勢被大家廣泛認識并接受,并成為主流驅動(dòng)方式。李占江說(shuō):“目前,不少企業(yè)采用單電機單變速器的方式,仍然存在效率低、功耗高等劣勢,從而制約了新能源電動(dòng)汽車(chē)的應用和推廣。”
新能源汽車(chē)空載與滿(mǎn)員乘坐時(shí)的重量相差較大,電動(dòng)客車(chē)體現得更加明顯,這使得單電機單變速器需要適應的工況范圍比較寬。為了滿(mǎn)足行駛需求,在新能源汽車(chē)上往往配套大電機,大電機的體積比較大,重量也大幅度增加。李占江說(shuō):“最重要的是電機為了適應較寬的工況范圍,經(jīng)常不是處于高效工作狀態(tài),必然消耗更多的電池能量。”
      雙電機雙變速器采用兩套不同性能的電機,一個(gè)高效區在低速,一個(gè)高效區在高速,每個(gè)電機同時(shí)有兩個(gè)擋位,隨著(zhù)載荷或者車(chē)速變化,兩臺電機的工作狀態(tài)靈活調整,保證電機盡可能工作在高效區間。李占江說(shuō):“電機運轉始終處于高效區,可以節省電池能量,提高續駛里程。”
      據李占江介紹,目前市場(chǎng)上主流的10米以上通勤客車(chē)直驅系統1公里大約耗費1度電,南京越博的雙電機雙變速器系統不超過(guò)0.8度電,在同等電池容量的情況下,將電池續駛能力提升20%以上。
      雙電機雙變速器系統采用兩個(gè)電機,電機總重量卻下降了40%,李占江說(shuō):“雙電機雙變速器系統可以靈活調整工作狀態(tài),不需要大電機,兩臺小電機就能滿(mǎn)足要求。”
      “雙電機雙變速器動(dòng)力總成系統還有一個(gè)優(yōu)勢。”李占江說(shuō),“目前除了CVT(無(wú)級變速器)之外,其他都會(huì )出現幾十毫秒的動(dòng)力中斷,動(dòng)力輸出不平順會(huì )導致操控性能不佳,尤其對于越野SUV,動(dòng)力中斷是一個(gè)比較嚴重的問(wèn)題。雙電機雙變速器沒(méi)有采用CVT,但是兩套系統靈活調整工作狀態(tài),可以消除動(dòng)力中斷的現象。”
      記者參觀(guān)了南京越博的DET產(chǎn)品,最大功率為 240kW,能實(shí)現0~4200N·m 的連續變化,保障動(dòng)力不中斷。電機與變速器集成在一起,并不是想象中的龐然大物。
      電機+變速器驅動(dòng)系統也有短板。蔡蔚說(shuō):“制動(dòng)能量回收是新能源汽車(chē)的重要技術(shù)之一,電機+變速器驅動(dòng)系統的制動(dòng)能量回收效果并不理想。”
■ 兩種方式都有擁躉
      輪轂電機的優(yōu)勢吸引著(zhù)眾多企業(yè)投身其中,目前,世界上比較知名的輪轂電機企業(yè)有英國的Protean電機公司、加拿大的TM4公司、著(zhù)名的輪胎生產(chǎn)商米其林公司和日本的普利司通公司,他們的輪轂電機都曾有過(guò)亮相。
      2008年巴黎車(chē)展,概念版四輪驅動(dòng)跑車(chē)“Ventu-ri Volage”亮相,該跑車(chē)使用了米其林的“主動(dòng)輪”技術(shù);2010年廣州車(chē)展,廣汽集團展出了基于阿爾法羅密歐166底盤(pán)打造的傳祺純電動(dòng)汽車(chē),該車(chē)兩個(gè)后輪采用輪轂電機驅動(dòng);2011年上海車(chē)展,奇瑞汽車(chē)展示了336V輪轂電機的瑞麒XI-EV純電動(dòng)汽車(chē);2013年,福特汽車(chē)展示了一款以福特嘉年華為基礎開(kāi)發(fā)的e-WheelDrive輪轂電機驅動(dòng)汽車(chē)。
      在今年的北京車(chē)展上,北汽集團新技術(shù)研究院副院長(cháng)榮輝對記者說(shuō):“如果時(shí)間足夠的話(huà),我們要把這四輛無(wú)人駕駛汽車(chē)都換成輪轂電機驅動(dòng)。輪轂電機一定是未來(lái)的發(fā)展方向。”
      清華大學(xué)教授連小珉認為,簧下質(zhì)量對整車(chē)性能的影響確實(shí)存在,隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電動(dòng)汽車(chē)將逐步輕量化,輪轂電機技術(shù)也將不斷進(jìn)步。只要簧上和簧下質(zhì)量保持適當的比例,對整車(chē)性能就不會(huì )有太大影響。
輪轂電機技術(shù)誕生已有相當長(cháng)的時(shí)間,直到今天仍然停留在概念車(chē)階段,還沒(méi)有一家企業(yè)大規模量產(chǎn),記者也沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)哪家整車(chē)企業(yè)有具體的量產(chǎn)時(shí)間表。徐向陽(yáng)說(shuō):“未來(lái)10年之內,電機+變速器仍然是主流的驅動(dòng)方式。”
      記者也了解到,世界著(zhù)名的零部件企業(yè)博世公司已認識到雙電機雙變速器驅動(dòng)系統的優(yōu)勢,正在加緊研發(fā)這套系統。
      輪轂電機與雙電機雙變速器,一個(gè)被看作具有突破性的技術(shù),另一個(gè)是對現有技術(shù)的再認識和改進(jìn),在未來(lái)的驅動(dòng)方式競爭中,誰(shuí)能執牛耳?時(shí)間會(huì )告訴我們答案。

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