轮毂电机技术不够先进,你这是开玩笑呢???
虽然目前市面上能够看到的纯电动车采用的都是电驱动桥布置方案(电机把动力传递给差速器,然后分成左右半轴后传递到车轮),但是不能以此来说轮毂电机技术不够先进,而是目前绝大多数主机厂包括供应商并不能掌握轮毂电机的核心技术。
那么轮毂电机到底有哪些性能优势?它将如何颠覆传统燃油或电驱动的技术架构?本期小编来为大家解读。关注我了解更多机械知识,带你成为机械工程师。共同进步,一起学习,一起探讨,有问题可以私信我哦
提高续航里程
轮毂电机的工作原理是永磁同步电机,轮边电机、轮毂电机”是指电机安装在车辆的位置不同的电机而言。 “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。
轮毂电机的优点:
优点1:省略大量传动部件,让车辆结构更简单
优点2:可实现多种复杂的驱动方式
轮毂电机由于不需要任何传动系统,电机转子输出的扭矩直接作用于车轮,所以省去了中间环节的能量损耗,并且对于新势力们可以完全摆脱变速箱、差速器、传动轴等传动部件的研发。
而目前制约轮毂电机大规模应用的一个要素,就是永磁电机的永磁体会存在高温消磁的现象。
▲由于轮毂电机距离刹车太近,会导致温度过高,如果解决不了散热问题,则很难量产永磁轮毂电机。
特斯拉最初的创业团队主要来自硅谷,用IT理念来造汽车
特斯拉汽车公司标志
而不是以底特律为代表的传统汽车厂商思路。因此,特斯拉造电动车,常常被看做是一个硅谷小子大战底特律巨头的故事
特斯拉开发的第一款车Roadster,是在莲花汽车公司(Lotus)的Elise跑车基础上开发。电动汽车最主要的三项技术是电池、电机和传动系统。特斯拉的传动技术来自AC Propulsion公司;它的电池采购自松下生产的18650电池;它的电机,采购自台湾富田电机。这种交流电机的源头,可以追溯到一百五十多年前的天才发明家尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)——特斯拉的公司名正是以他老人家的名字命名。
特斯拉的电驱动桥占据了车身很多空间,而且电机有多大,电控系统基本与之差不多大。
这也是为什么EV大行其道的今天,我们从外观上却看不出来它跟燃油车有什么差异。这里面虽然有碰撞安全法规方面的要求,但是最主要的还是因为电驱动桥的存在,让电动车无法摆脱传统燃油车的底盘布置方式。如果实现轮毂电机的布置,把电动机、电控系统以及减速器都集成在轮毂当中,就可以获得一个全平的底盘平台。底部均匀的布满电池,而电池和车桥之上全部都可以用来设计成成员空间或者储物空间。
通过对单个车轮的独立转向和驱动控制,可以实现360度无死角平移,从此停车入库将会无比简单。
TeslaModel S P85D
特斯拉Model S P85D配备全驱系统,最高时速可以达到155英里/小时,增设的雷达和摄像头可以识别行人和路标,实现自动泊车、高速公路自动驾驶,堵车自动跟随等功能。
新车型对于驾乘者而言最大的变化是由原来的两轮驱动提升为四轮全驱,而这背后依托的是两个电机,一个电机驱动后轮,配合另一个较小的电机驱动前轮。而这套四轮全驱的技术也将应用在即将上市的特斯拉SUV车型Model X。
得益于装载的全新四轮全驱技术,Model P85D的百公里加速较之前的版本提升至3.2秒。由此四轮驱动加上不输汽油动力跑车的百公里加速度——这是汽车最快的成绩了!新车型会比同型号的Model S续航历程上提升10英里(16公里),即最大续航历程可达到275英里(44公里)
转矩矢量对整辆车进行颠覆性提升
由此,诞生了类似于本田SH-AWD这样的可以左右分配扭矩的主动式差速器,通过一套成本极高的多片离合器和复杂的控制器来实现左右车轮之间的动力分配。即便这样其响应速度仍然是制约性能发挥的主要瓶颈,并且这种复杂的差速器系统也会导致能耗升高,传动效率降低,对于电动车来说这是得不偿失的,会极大的损耗续航里程。
所以传统电驱动桥结构的电动车,只能通过简单的对单侧车轮的制动来实现左右车轮的扭矩分配。而轮毂电机,则有天生的扭矩矢量控制功能,可以精准的基于每个车轮的抓地力提供扭矩,把每个车轮的性能发挥到极致。
除此之外,当每个车轮可以实现独立的扭矩矢量控制之后,还能实现单侧车轮驱动或者通过给单侧车轮提供额外扭矩,实现更加灵敏的转向性能。当车辆在弯道产生转向不足或者转向过度时,通过对单侧车轮的扭矩矢量控制可以灵活的把车辆运行轨迹修正到正常循迹范围内。
■ 采用轮毂电机之后,减重效果十分明显
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。
轮毂沪吩电机莞的缺点:
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巨大影响。
2,成本问题,高豁转化效率、轻量化的四轮轮毂电机成本居高不下。
3,可靠性问题,将精密的电机放到轮毂上,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高。
从直观感觉上,如果去掉了电驱桥必须要的减速器、差速器、传动半轴,改为直驱的轮毂电机的话,重量肯定时是会减轻的,那么到底能够减轻多少重量呢?
采用电驱动桥系统需要103kg重量,而采用性能相同的轮毂电机系统,重量可以降到72kg。足足能够减重31kg,如果是四轮驱动,算上前驱动桥的减重,效果非常可观。关注我了解更多机械知识,带你成为机械工程师。共同进步,一起学习,一起探讨,有问题可以私信我哦
■ 结论
更小的体积,更轻的重量,更低的能耗让采用轮毂电机的车辆可以重新设计整车的外观和空间布局。如果觉得现在看到电动车还是长得太像汽油车的话,相信不久的将来,随着轮毂电机的量产,汽车的形态和性能都会产生颠覆性的革新,这个革新不亚于从马车到汽车的革新,或许这才是电动汽车该有的样子。
10月23日, 《财富》未来50强榜单公布,特斯拉(Tesla)排名第48。