困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

其實啊,輪轂電機也並不是啥新鮮技術,你現在在大街上看到的幾乎所有的低速電動自行車電動摩托,使用的都是輪轂電機。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

而且這也不是一兩年的事了,按理說這技術應該很成熟了,但為啥汽車上就遲遲沒有量產採用該技術的車型推出呢?你還別說,這還真就是兩碼事。今天,我們就來好好聊聊這個輪轂電機,看看要把它應用在汽車領域還有什麼難題需要解決。

百年前的輪轂電機

首先,你以為輪轂電機只是這十幾年才開始發展的技術嗎?早在1900年的巴黎世博會上,費迪南德·保時捷也就是保時捷的創始人,就展示了他設計的一輛名為SystemLohner-Porsche的純電動車。這臺電動車就搭載了輪轂電機!而且在當時的科技背景下,這臺車可以以35公里/小時的速度,行駛50公里。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

有木有很吃驚!你以為這個月剛剛上市自家第一款純電車Taycan的保時捷。其實早在100多年前就已經推出純電車了,而且動力來源還是現在遲遲未能量產的輪轂電機。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

輪轂電機的雛形早在1900年就誕生了,那經過了100多年的發展為啥還不能普及量產?我覺得首先是因為世界工業的發展趨勢,當時大家都一股腦的去研究內燃機。鮮有研究新能源技術的廠家。其次,也是最重要的一點。就是輪轂電機的自身特性讓它很難兼顧提升車輛的整體表現。下面我們就來看看它喜憂參半的特性。

優點

1、省略大量傳動部件,讓車輛結構更簡單

對於汽車和新能源車來說,發動機、電機、變速器這些硬件都是必不可少的,而且這些部件的重量也都不輕,工作起來還要相互配合,結構也相對複雜。但是輪轂電機就好比一個個體部件,除開結構更為簡單之外,還可以獲得更好的空間利用率,同時傳動效率也要高出不少。

2、可實現多種複雜的驅動方式

上面也提到了,由於輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性,因此無論是前驅、後驅還是四驅形式,它都能輕鬆實現。全時四驅在輪轂電機驅動的車輛上實現起來非常容易。同時輪轂電機可以通過左右車輪的不同轉速甚至反轉實現類似履帶式車輛的差動轉向,這就能減小車輛的轉彎半徑。

我看網上有一部分人擔心關於輪轂電機四輪轉速之類的問題。我想說的是,這問題對於現在的電控系統技術來說就是小兒科,而且實現起來比傳統汽車容易得多,只要你能提供靠譜的輪轂電機,像博世、戴姆勒、GE這些電控大佬都能提供可靠的方案。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

缺點

當然,有優點就有缺點,而且這些缺點也是輪轂電機在當下遲遲不能量產的重要原因。

1、簧下質量升高

雖然可以減輕整車重量,但簧下質量卻提高了,這就對整車的操控、舒適性和懸掛的可靠性帶來了非常大的影響。

2、成本提高

成本問題,高轉化效率、輕量化的四輪輪轂電機價格居高不下,目前還不足以讓各家車企買單。

3、可靠性降低

可靠性問題,將精密的電機放到輪轂上,就算不考慮長期劇烈上下振動和惡劣的工作環境(水、塵)帶來的故障問題,也要考慮輪轂部分是車禍中很容易受損的部位,維修成本高。

4、電機散熱問題

制動熱量與能耗問題,電機本身就在發熱,由於簧下質量增加,制動壓力更大,發熱也更大,如此集中的發熱就對制動性能要求更高。
聊了這麼多,其實現在也有很多企業在不斷研發輪轂電機。但也都停留在概念車或工程車階段,以上提到的問題還沒有完美的解決方案。我們不妨先看看都有哪些企業在針對輪轂電機努力著。

華人運通

華人運通,一家造車新勢力。前段時間剛剛在上海召開了發佈會,公佈了兩款概念車。而且還都是輪轂電機概念車。雖然現場沒有公佈任何關於這兩臺車的基本參數,但起碼錶明瞭華人運通在研發輪轂電機方面的決心。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

Concept A

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

Concept H

相比那兩臺科幻的概念車,華人運通的這臺RE05就顯得更加務實了。同樣是搭載了輪轂電機。從這臺車上我們就能發現上面我們提到的輪轂電機需要克服的難點,華人運通也針對性的進行了大膽嘗試。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

RE05

Protean

這家英國公司目前已經被恆大集團收購,這是一家專門研發輪轂電機的公司。而且針對目前輪轂電機應用所存在的技術難題,Protean已研發出高效的解決方案。以電機發熱為例,Protean採用創新的軟硬件設計和開發先進的冷卻系統實現熱管理,可以按照需求持續監控並穩定電機溫度,目前其冷卻設計已獲得專利。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

舍弗勒

舍弗勒算是較早開始研發輪轂電機的公司之一,這家公司研發的產品曾裝在福特嘉年華E-Wheel Drive概念車上。單輪最大功率40 kW ,最大扭矩700 N·m。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

米其林

沒錯,就是那個做輪胎的“米胖子”也出過輪轂電機。而且集成度還挺高,將電機、懸架、減震器彈簧、剎車卡鉗都正和到了輪轂裡。

困擾了電動車發展100多年的技術壁壘——輪轂電機

總結:

輪轂電機這項技術確實有著很好的優勢,不僅能節省大量空間,還能提升傳動效率,是新能源車發展的一個很好的方向。但是目前來看這項技術還存在許多問題,這些都是工程師們需要一步步解決的,而且現在有那麼多公司都在努力研發,相信在不久的將來我們就能看到輪轂電機以一個完美的形態走進我們的生活當中。


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