1月26日,亞太依拉菲公司首條高速、自動(dòng)化的輪轂電機總成生產(chǎn)線(xiàn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)合裝總線(xiàn))正式投入運行,實(shí)現了首批次乘用車(chē)用M700外轉子電機的順利生產(chǎn)下線(xiàn),這意味著(zhù)該公司輪轂電機正式邁入國產(chǎn)化狀態(tài),可以開(kāi)始完成工裝樣機及批量產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)。
此外,在剛結束不久的中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )論壇上,湖北泰特機電有限公司總裁何君正公開(kāi)表示:“現在大家已經(jīng)形成了一個(gè)共識,整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)應該影響了整個(gè)電驅時(shí)代,在電驅時(shí)代,什么樣的電驅系統會(huì )是最佳的技術(shù)方案。考慮到如何減少動(dòng)力總成系統,包括電機以及到車(chē)輪之間傳遞系統的損耗,我們認為輪轂電機直驅技術(shù)是能源最大化的一個(gè)解決方案。”
整體來(lái)看,電機市場(chǎng)上主要有三種選擇:第一種是中央電機,目前市面70%-80%的車(chē)輛都會(huì )采用這種技術(shù);第二種是分布式驅動(dòng),主要是輪邊電機驅動(dòng)橋,目前正逐步走向商業(yè)化階段;第三種是集成化的輪轂電機驅動(dòng)橋,在中國市場(chǎng)尚處在技術(shù)研發(fā)試用階段。
對比以上三種電機,輪轂電機是將驅動(dòng)、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置集成到輪轂內,省去了離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器、分動(dòng)器等傳動(dòng)部件,從而實(shí)現效率最大化。
湖北泰特機電有限公司曾委托歐洲第三方檢測機構對同一部12米的滿(mǎn)載純電動(dòng)客車(chē),按照城市路況進(jìn)行電耗檢測,實(shí)測結果是中央電機1.06度/公里,輪邊電機是1.04度/公里,輪轂電機是0.91度/公里。比較同一款車(chē)不同的驅動(dòng)系統,輪轂電機的平均效率要提升15%,電耗節省15%。
1月19日,湖北泰特機電有限公司董事長(cháng)呂超在接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪(fǎng)時(shí)表示:“輪轂電機會(huì )降低傳動(dòng)軸、差速器、車(chē)輪之間的機械損耗,這樣對比采用中央電機電動(dòng)車(chē),可以增大更多續航里程。同時(shí),考慮到變速器等供應商利益因素,未來(lái)輪轂電機會(huì )在中國快速應用。然而,基于現有輪轂電機技術(shù)條件,該技術(shù)會(huì )率先在商用車(chē)應用,未來(lái)三年逐步轉向乘用車(chē)。”
輪轂電機可能大批量應用
隨著(zhù)我國新能源(7.240, -0.19, -2.56%)汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展,車(chē)用驅動(dòng)電機的配套需求也在不斷提升,公開(kāi)數據顯示,2016年中國新能源汽車(chē)驅動(dòng)電機的裝機量為59.5萬(wàn)臺,但絕大部分企業(yè)采用的都是中央電機。
總體上來(lái)看,國內與國外輪轂電機技術(shù)相比差距較大。據了解,國外對輪轂電機的研究起于上世紀中后期,日、美、德等國都開(kāi)發(fā)了輪轂電機驅動(dòng)車(chē)輛,如三菱公司開(kāi)發(fā)了Lancer輪轂電機驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē),福特公司開(kāi)發(fā)了EwheelDrive輪轂電機驅動(dòng)汽車(chē),西門(mén)子公司研制了Ecomer電動(dòng)輪汽車(chē)等。
目前,國外從事輪轂電機研究影響力較大的企業(yè)有荷蘭E-tranction公司(現為湖南泰特機電的子公司)、英國Protean Electric公司、加拿大的TM4公司、斯洛文尼亞的Elaphe公司等。其中,商用車(chē)和乘用車(chē)輪轂電機研究處于世界領(lǐng)先的企業(yè)分別是e-tranction公司和Protean Electric公司。
由于我國輪轂電機的研發(fā)起步較晚,國家正加強對發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的政策引導,我國部分高校、科研院所、車(chē)企也均加大了對輪轂電機的研發(fā)投入,紛紛研究開(kāi)發(fā)輪轂電機驅動(dòng)電動(dòng)車(chē)。
如同濟大學(xué)研發(fā)的“春暉”系列輪轂電機驅動(dòng)電動(dòng)車(chē),一汽大眾和Protean Electric合作開(kāi)發(fā)的輪轂電機驗證演示車(chē),廣汽集團(24.010, -0.02, -0.08%)與Protean Electric公司合作打造的后輪驅動(dòng)的純電動(dòng)汽車(chē),奇瑞汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的四輪驅動(dòng)、搭載336V輪轂電機的瑞麒XI-EV純電動(dòng)汽車(chē)。
以此來(lái)看,我國企業(yè)正通過(guò)并購入股的方式引入國外先進(jìn)技術(shù),從而加速發(fā)展輪轂電機產(chǎn)業(yè)。然而,鑒于歐洲市場(chǎng)發(fā)展經(jīng)驗以及國內市場(chǎng)環(huán)境,從事研發(fā)輪轂電機的企業(yè)仍將商用車(chē)作為突破口。
初步測算,目前我國客車(chē)和中重型卡車(chē)的年市場(chǎng)需求量大約150萬(wàn)輛,隨著(zhù)環(huán)衛車(chē)和物流車(chē)的快速增長(cháng),目前環(huán)衛車(chē)、物流車(chē)和工程專(zhuān)用車(chē)年需求達到約52萬(wàn)輛,預計2020年需求會(huì )超過(guò)100萬(wàn)輛,屆時(shí)將有超過(guò)100萬(wàn)套較小型的輪轂電機配套需求,2020年這些車(chē)輛潛在配套輪轂電機的價(jià)值約為3000億元,
對此,呂超表示:“輪轂電機有望在中國實(shí)現大批量應用,因為一些跨國車(chē)企對于一些新技術(shù)應用還比較保守,反倒新創(chuàng )車(chē)企如特斯拉會(huì )率先采用。參照汽車(chē)驅動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢,傳統內燃機驅動(dòng)被電驅動(dòng)所代替,而電驅動(dòng)又會(huì )被直驅所代替。”
可靠性仍是主要問(wèn)題
從產(chǎn)品技術(shù)層面看,輪轂電機的優(yōu)勢主要表現在以下三點(diǎn):一是省去了傳統的機械換擋、離合器、變速器、傳動(dòng)軸和機械差速器等裝置,簡(jiǎn)化了橋架結構,既增大汽車(chē)可利用空間,又提高傳動(dòng)效率;二是各輪轂轉矩獨立可控,正反轉靈活,瞬時(shí)動(dòng)力性能更加優(yōu)越;三是有助于輪轂的電氣制動(dòng)、機電復合制動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的能量回饋。
但行業(yè)內有人認為,其實(shí)輪轂電機并不是什么新鮮的技術(shù),它已經(jīng)誕生100年了。雖然輪轂電機可以做到真正意義上的直接驅動(dòng),但主要有以下兩個(gè)困難目前還沒(méi)法克服。
第一是大幅增加了簧下質(zhì)量,對于一輛車(chē),可以將其分成簧下質(zhì)量和簧上質(zhì)量?jì)蓚(gè)部分,如果增加簧下質(zhì)量,對于舒適性和操控性都是極為不利的;第二是對制動(dòng)方面的影響,傳統汽車(chē)都是布置了剎車(chē)盤(pán)和剎車(chē)卡鉗,輪轂電機則需要采用電制動(dòng),然而僅憑單純的能力回收肯定是不夠的,還需要更強的制動(dòng),這會(huì )有電量損耗。此外,電制動(dòng)方案如何實(shí)施,如何散熱等都是一些難題。
針對散熱問(wèn)題,何君正表示:“因為是大扭矩,效率是我們要重點(diǎn)考慮的,而且電機和控制器也要散熱,都是集成在電機里面。通過(guò)嚴格的散熱分析,我們還是采用水冷,主要是從冷卻水路的布置當中考慮,這些完全能夠達到整個(gè)電機的使用要求。”
除此之外,輪轂電機還面臨推廣難題。鑒于輪轂電機對汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的影響,其間必然涉及一些傳統供應商的利益,并且成本問(wèn)題也是不得不考慮關(guān)鍵因素。21世紀經(jīng)濟報道記者了解到,一套輪轂電機成本高達20萬(wàn)元,這也是現階段其難以在乘用車(chē)廣泛推廣的主要原因。
基于現在輪轂電機發(fā)展現狀,從事其技術(shù)研發(fā)的企業(yè)仍會(huì )面臨比較大的挑戰。“電機發(fā)展有一個(gè)博弈過(guò)程,而輪轂電機成本不是主要問(wèn)題,主要是產(chǎn)品的可靠性。目前我們每年專(zhuān)利費用達到500萬(wàn)元,但輪轂電機一旦產(chǎn)業(yè)化應用會(huì )打消人們的疑慮。”呂超表示。
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