驅(qū)動電機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,卻是 “直驅(qū)電機、輪邊電機、輪轂電機”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,與純電動汽車驅(qū)動電機是一樣的。時代的進步,驅(qū)動電機也是進步了。無軌電車長期使用的直流電機,中國純電動汽車驅(qū)動電機一開始應(yīng)用的異步交流電機,接下來就是永磁同步電機了。
到了今天,車輛驅(qū)動電機基本上統(tǒng)一采用永磁同步電機了,無軌電車也上采用永磁了同步電機。
這里討論的直驅(qū)電機、輪邊電機、輪轂電機都是永磁同步電機,所謂“直驅(qū)電機、輪邊電機、輪轂電機”是指電機安裝在車輛的位置不同的電機而言。
二、直驅(qū)電機、輪邊電機、輪轂電機相同點及發(fā)展趨勢
這里討論是汽車驅(qū)動電機。所謂驅(qū)動,是指要驅(qū)動輪胎運動的電機即直驅(qū)電機、輪邊電機、輪轂電機等三類電機,要驅(qū)動的對象都是車輪。既然已經(jīng)是永磁同步電機了,其工作原理是一樣的。
其基本要求:
注:不同的電機幾何尺寸不同了,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、輪邊電機、輪轂電機不相同點
①直驅(qū)電機配備的車橋
直驅(qū)電機是相當(dāng)于發(fā)動機而言的,發(fā)動機驅(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)電機的東風(fēng)徳納車橋
其主要特點:車橋集成了電機、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輪轂電機配備的車橋
輪轂電機組件爆炸圖見圖3 。
圖3 輪轂電機組件
輪轂電機配備的車橋見圖4。
圖4 泰特機電輪轂電機配備車橋
從上面的介紹中,驅(qū)動電機必須與車橋結(jié)合,才能發(fā)揮作用,直驅(qū)電機的東風(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)橋和泰特機電輪轂電機配備車橋,已經(jīng)看不到傳統(tǒng)車橋的優(yōu)點。
直驅(qū)電機、輪邊電機、輪轂電機是三部曲,但是彼此之間,還看不出是遞進關(guān)系,理論上也許可以說,分布是電機(輪轂電機)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、輪邊電機、輪轂電機“三部曲”如何彈?
①目前占市場優(yōu)勢的是直驅(qū)電機+傳統(tǒng)車橋,傳統(tǒng)車橋是基于發(fā)動機驅(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)電機的東風(fēng)徳納車橋,可以回答這些問題。
②輪邊電機配備車橋。比亞迪和長江汽車對輪邊電機推廣應(yīng)用進行了嘗試。但是汽車運動原理來講,輪邊電機配備車橋回答不了,它如何發(fā)揮傳統(tǒng)車橋優(yōu)勢。
③輪轂電機如何減速傳動?有非常大的直接驅(qū)動扭矩。輪轂電機受到路面的沖擊非常大,可靠性、耐久性如何保障?輪轂電機如何克服車輛顛簸?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+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、輪邊電機、輪轂電機三部曲如何彈?還得穩(wěn)步練習(xí),不要急于說直白了,誰替代誰,誰顛覆誰。
來源:蓋世汽車
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