直驱电机/轮边电机/轮毂电机"三部曲"如何弹?

驱动电机作为新能源汽车的三大核心部件之一,汽车新能源整车企业一定是时刻在关注轮毂电机飞的发展。2020年动力电池目标300KW/GK目标已经很清晰,我国新能源汽车的发展已经造就了一批国际第一方阵动力电池企业,但是中国还没有国际第一方阵的驱动电机企业。对整车新能源汽车企业而言比较困惑的是,纯电动汽车路线已经明确,但是驱动电机,却是?“直驱电机、轮边电机、轮毂电机”三部曲?彼此之间没有协调起来,专业人事的观点模糊不清,用户更搞不清楚了。

一、车辆驱动电机发展历程

无轨电车一直没有列入汽车序列,基本理由是它没有车载能源,但是车辆管理上也是列入公交车辆序列的。无轨电车不是汽车,但一定是道路运输机动车辆。目前纯电动汽车与无轨电车在原理上,基本是一致的,不同一点,无轨电车没有车载动力电池,纯电动汽车有车载电池。

无轨电车的驱动电机,与纯电动汽车驱动电机是一样的。时代的进步,驱动电机也是进步了。无轨电车长期使用的直流电机,中国纯电动汽车驱动电机一开始应用的异步交流电机,接下来就是永磁同步电机了。

到了今天,车辆驱动电机基本上统一采用永磁同步电机了,无轨电车也上采用永磁了同步电机。

这里讨论的直驱电机、轮边电机、轮毂电机都是永磁同步电机,所谓“直驱电机、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。

二、直驱电机、轮边电机、轮毂电机相同点及发展趋势

这里讨论是汽车驱动电机。所谓驱动,是指要驱动轮胎运动的电机即直驱电机、轮边电机、轮毂电机等三类电机,要驱动的对象都是车轮。既然已经是永磁同步电机了,其工作原理是一样的。

其基本要求:

注:不同的电机几何尺寸不同了,当然性能参数也是区别的

其发展趋势

(1)高功率密度:高速、高转矩密度

(2)宽调速范围-调节永磁或反电势

(3)低成本-新材料与优化设计

三、直驱电机、轮边电机、轮毂电机不相同点

①直驱电机配备的车桥

直驱电机是相当于发动机而言的,发动机驱动轮胎运动,中间要一定过渡零部件(变速箱、传动轴等),而直驱电机与传统车桥中间连接了。下图是东风徳纳车桥的产品。

图1 直驱电机的东风徳纳车桥

其主要特点:车桥集成了电机、变速箱、传动轴、差速器,这几大件全部直接集成安装在了车桥的中间。

②轮边电机配备的车桥

ZF轮边电驱桥是典型的代表:两个驱动电机布置在车桥两侧,通过侧减速器和轮边减速器实现减速增扭驱动车轮。见图2。

图2 ZF轮边电驱桥

③轮毂电机配备的车桥

轮毂电机组件爆炸图见图3 。

图3 轮毂电机组件

轮毂电机配备的车桥见图4。

图4 泰特机电轮毂电机配备车桥

从上面的介绍中,驱动电机必须与车桥结合,才能发挥作用,直驱电机的东风徳纳车桥,是基于传统车桥原理开发的,保留传统车桥的优点。ZF轮边电驱桥和泰特机电轮毂电机配备车桥,已经看不到传统车桥的优点。

直驱电机、轮边电机、轮毂电机是三部曲,但是彼此之间,还看不出是递进关系,理论上也许可以说,分布是电机(轮毂电机)是纯电动汽车最终目标,而工程角度来看,好像还不是这回事。

四、直驱电机、轮边电机、轮毂电机“三部曲”如何弹?

①目前占市场优势的是直驱电机+传统车桥,传统车桥是基于发动机驱动,满足汽车运动的要求,即汽车行驶速度变化、车辆运动稳定性、车辆颠簸频繁的要求。而直驱电机的东风徳纳车桥,可以回答这些问题。

②轮边电机配备车桥。比亚迪和长江汽车对轮边电机推广应用进行了尝试。但是汽车运动原理来讲,轮边电机配备车桥回答不了,它如何发挥传统车桥优势。 ?

③轮毂电机如何减速传动?有非常大的直接驱动扭矩。轮毂电机受到路面的冲击非常大,可靠性、耐久性如何保障?轮毂电机如何克服车辆颠簸?传统车桥是省掉了,但是其功能不能省。

湖北泰特机电有限公司介绍,其技术源于荷兰(e-Traction)公司。其创始于1981年,是研发轮毂电机的先驱,拥有发明专利200多项。在欧洲8个国家11个城市的公交车上试用,最长运行时间超过9年。

认真思考一下,试用已经超过9年,还在试用,既然是试用,11个城市每一个城市3辆,累计不会超33辆公交车。到了中国就要量产到5000辆,逻辑上好像不通?而驱电机+传统车桥的纯电动公交车最保守估计超20万辆以上了吧。就是直驱电机的东风徳纳车桥,也没有普遍推广应用。

核心技术是靠时间积累的,直驱电机、轮边电机、轮毂电机三部曲如何弹?还得稳步练习,不要急于说直白了,谁替代谁,谁颠覆谁。