在經(jīng)過了長達(dá)123年的漫長等待之后,輪轂電機(jī)終于隨著電動(dòng)汽車的火熱再一次成為人們?cè)掝}的焦點(diǎn),和上次不一樣的是,這一次,它終于遇上了電動(dòng)汽車高速發(fā)展的“好時(shí)代”。
最早有據(jù)可查的、裝車應(yīng)用的輪轂電機(jī)來自于1900年的巴黎世博會(huì),F(xiàn)erdinand Porsche(費(fèi)迪南德·保時(shí)捷)展出的一臺(tái)名為“Lohner-Porsche”的電動(dòng)車,這款車型兩個(gè)前輪各配備一臺(tái)輪轂電機(jī),整體為雙座馬車造型,使用的是鉛酸蓄電池,最高時(shí)速37km/h,最大續(xù)航50km。
但是從1908年開始,全球的汽車產(chǎn)業(yè)因?yàn)門型車流水線生產(chǎn)方式的普及,全面進(jìn)入了由內(nèi)燃機(jī)統(tǒng)治的時(shí)代,此后的百余年間,汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展風(fēng)起云涌,關(guān)于輪轂電機(jī)的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)程卻一直備受挑戰(zhàn),即便是在如今這個(gè)電動(dòng)車迎來快速發(fā)展的全新時(shí)代,輪轂電機(jī)目前依然未能實(shí)現(xiàn)批量化應(yīng)用。
眾所周知,輪轂電機(jī)能讓汽車的理論操控以及動(dòng)力性能“直達(dá)天花板”,首先,輪轂電機(jī)無需傳動(dòng)軸,所以動(dòng)力傳動(dòng)損耗幾乎可以忽略不計(jì);另外,四個(gè)輪轂電機(jī)能通過電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正意義上的四驅(qū);而且因?yàn)槊恳粋€(gè)電機(jī)都可以獨(dú)立計(jì)算并且進(jìn)行動(dòng)力精準(zhǔn)分配,所以無需通過差速器對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行差速控制,當(dāng)車輛過彎時(shí),系統(tǒng)增加外側(cè)車輪的動(dòng)力,同時(shí)減少內(nèi)側(cè)車輪的動(dòng)力,就能讓車子更快速、穩(wěn)定地過彎。這樣一套無需傳動(dòng)軸、差速器,全靠電控實(shí)現(xiàn)的“真·四驅(qū)系統(tǒng)”,其工作效率究竟有多高,想想都讓人覺得興奮。
但是,這樣一套在理論上如此理想、如此完美的驅(qū)動(dòng)電機(jī)單元,為何到現(xiàn)在為止都沒能大規(guī)模應(yīng)用到普通汽車上,一直只能停留在試驗(yàn)階段呢?主流研究結(jié)果認(rèn)為,長期以來限制輪轂電機(jī)量產(chǎn)應(yīng)用的主要原因在于,電機(jī)技術(shù)的發(fā)展無法與輪轂電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用工況匹配。
首先,輪轂電機(jī)會(huì)增加車輛簧下質(zhì)量,而且安裝空間非常受限,這就要求匹配的電機(jī)必須具有更小的體積和更輕的自重;
其次,將精密的電機(jī)放到輪轂上,必須充分考慮其長期劇烈上下振動(dòng)和惡劣的工作環(huán)境(水、塵)帶來的故障問題,尤其要關(guān)注到輪轂部分是車禍中很容易受損的部位,電機(jī)受損后車輛的行駛安全問題;
最后,是車輛制動(dòng)熱量與電機(jī)散熱的問題,汽車在制動(dòng)時(shí),會(huì)在瞬間產(chǎn)生幾百度的高溫,這些高溫必定會(huì)影響到電機(jī)組的工作,同時(shí)這些高溫因?yàn)橛须姍C(jī)組的阻擋,其散熱效率會(huì)比在正常安裝位置時(shí)更差。
好消息是,隨著電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,輪轂電機(jī)的量產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)程也在不斷加速,目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了體積更小、重量更輕、效率更高的驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)品。其中,由盤轂動(dòng)力自主研發(fā)量產(chǎn)的ICD150K軸向磁通驅(qū)動(dòng)電機(jī),峰值功率達(dá)到150kW,自重僅為24Kg,電機(jī)高度316mm,厚度132.4mm,可以非常輕松地裝配在15寸的輪轂當(dāng)中;而且這款電機(jī)采用油冷散熱,防水防塵等級(jí)達(dá)到IP68,電機(jī)效率MAP雙90,整體性能已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
目前,盤轂動(dòng)力正在積極進(jìn)行輪轂電機(jī)量產(chǎn)開發(fā)的技術(shù)儲(chǔ)備,并且計(jì)劃在今年9月份即將舉行的2023德國國際國際汽車及智慧出行博覽會(huì)(IAA展會(huì))上,亮相旗下首款搭載應(yīng)用軸向磁通電機(jī)的輪轂電機(jī)產(chǎn)品,為汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)和變革帶來全新的解決方案。
但是值得注意的是,輪轂電機(jī)不只是電機(jī),它需要和驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向技術(shù)高度融合,有機(jī)整合多個(gè)系統(tǒng),所以各系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制是限制其量產(chǎn)應(yīng)用的最大挑戰(zhàn)。如果這個(gè)問題能夠得到解決,那么輪轂電機(jī)的量產(chǎn)裝車應(yīng)用也將很快實(shí)現(xiàn)。在此過程中,盤轂動(dòng)力作為軸向磁通電機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新代表,期待和整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)形成合力,加速輪轂電機(jī)的量產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)程。
我們都在期待著那一天能早點(diǎn)到來。