“輪轂電機產業化的黃金時期到來,獨角獸企業即將出現,會成為新能源汽車領域的先進企(qǐ)業,也會為汽車行(háng)業技術的升(shēng)級換代作出貢獻(xiàn)。”8月25日,在北京舉(jǔ)辦的輪轂電機技術(shù)創新與(yǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展圓桌論壇上,被譽為“輪轂電機dy人”的天津天海同步集(jí)團有限公司董事長呂超表示。
可助力實現“雙碳”目標
據浙江(jiāng)大學(xué)能源工程學院動力機械及(jí)車輛工程研究所副所長(zhǎng)朱紹鵬介紹,輪轂電機(jī)是一種將電機集成在車輪內、能直接(jiē)驅動車輪運行的電機,具備實現90°轉向、原地掉頭等操作(zuò)的能力。相比於燃油車、新能源車由動力源經過變速器和差速器等傳遞到車輪來驅動車輛,輪轂電機的驅動和(hé)反拖發電可以直接帶(dài)動車輪(lún)加減速,能量(liàng)傳遞效率可提高10%以上,能進一步增加電動(dòng)車的續航裏程。
另外,由於高度集成化,省去了中間占大體積的傳動機構,節省了整個底盤的布(bù)置空間(jiān),乘客可以(yǐ)享受更(gèng)大的車內空間。此外,通過左右輪不同轉速,還可實現電子差速輔助轉向,減少轉彎半徑,或不同(tóng)轉向角實現原地轉向,這對於需要增加係統冗(rǒng)餘以確保(bǎo)安全(quán)的自動駕駛領域也很(hěn)有幫助。
輪轂電機可以縮短傳動鏈,提高效率,減輕車重,可實現模塊化全(quán)平低底盤設計,即滑(huá)板底盤的不二(èr)選擇;提高車輛動力(lì)性,簡單線控可實現四驅、前驅、後驅等多種驅動形(xíng)式(shì);改善車輛動力(lì)學性(xìng)能,通過輪轂電機分布式驅動控製,可實現電子差速、車身(shēn)穩定控製(驅動防滑、製動防抱死、直接橫擺力矩控(kòng)製)等多種動力學控製功能;智能駕駛天(tiān)然硬件(jiàn)載體,電機控製響應是發動機的十幾(jǐ)倍,而多個輪轂電機形成的執行冗餘,可(kě)保證智(zhì)能駕(jià)駛更(gèng)高效更(gèng)安全。
呂超以天津(jīn)公交車燃料周期碳排放為例介紹道,輪轂電機公(gōng)交車比中央電機(jī)公交車100km減少(shǎo)二氧化碳25.3kg,全壽命期(40萬km)可減少排放101476kg,可助力實現“雙碳”目標。
產業化還存在難點痛點
麵向新能源汽車的下一代驅動係(xì)統研究是眾多院校研究的重點方向,北(běi)京(jīng)航空航(háng)天(tiān)大學交通科學與工(gōng)程學院教授(shòu),院學術委員會主任徐向陽(yáng)表示:“電機的諸多優點使新能(néng)源汽車可以實現多電機驅動(dòng),多電機驅動為驅動係(xì)統構(gòu)型創新帶(dài)來了巨大的機遇,技術上,正在(zài)由發動機單一動力源驅動(dòng)向電機多動(dòng)力源驅動轉(zhuǎn)變,輪轂(gū)電機就(jiù)是下一代驅動係統發展的重要方向,基於輪轂電機的分布(bù)式驅動控製策略及關鍵技(jì)術仍(réng)然需要突破,其中包括分布式電(diàn)驅動構型與結構優化設計、電驅動總成設(shè)計及效率(lǜ)優化控製、車身姿態控製與多動力學間協(xié)調控製、電驅動車輛動力與能量控製策略研(yán)究。他認為,目(mù)前國(guó)內整(zhěng)車企業主要持跟隨觀念,企業不願意嚐試新的技術,主要考慮是成本問題”,他迫切希望行業中能有企業突破(pò)這一禁錮思(sī)想。“真正能推動經濟發展的背後(hòu)是技(jì)術(shù),輪轂電機和電池(chí)一樣,是改變行業的重大變革性技術,技術與社會的智能化發展(zhǎn)是輪轂電機實現產業化(huà)的前提,讓(ràng)輪轂電機可以大行(háng)其道。”
目前,輪轂電機(jī)的產業化確實還存在一些難點。首先輪轂電機(jī)對電機的耐用性、可靠性提出了很大的挑戰,尤其是熱管理和防水密封方(fāng)麵需要相關的技術研發和驗證。同時輪(lún)轂電機還會增加簧下質量,影響車輛的(de)舒適性和操控性,需(xū)要(yào)重新考慮車輛(liàng)的底盤設計,並(bìng)充分應用主動懸架技術加以克(kè)服。此外,輪轂電機的分布式驅(qū)動控製算法,也需要實測海量的數(shù)據進行迭代。
朱(zhū)紹鵬認為,發展輪轂電(diàn)機技術中最大的挑戰是在(zài)千差萬別的工況下,分布(bù)式驅動的有效性和可靠性,這是整個產業鏈需要共同去解決的。
北京海納川汽車部件股份有限公司技術中心主任宮雨(yǔ)提出:“由於應用場景變化,輪轂(gū)電機會直接麵對地(dì)表感(gǎn)受(shòu),對於整車車身結構帶來巨大挑戰,需(xū)要控製輪轂電機的體(tǐ)積,注意冷卻潤滑(huá)係統的使用,此外控製成本也很重要。”
北京(jīng)理工大學機械與車輛學院黨委書記席軍強認為,應用輪轂電機,從硬件的角度(dù)是簡化了,最終的驅動力直(zhí)接用在了輪端,帶來了(le)顛覆性的駕駛體驗,總體的可靠性提升了(le)。同(tóng)時(shí)軟件的複雜度也提升了,在對開路麵(miàn)上附著力不一樣,而輪轂電機可以輕鬆應對,達到更好的性能,企業應在係統上下功(gōng)夫,滑板底盤就是一個典型的應用。
中國汽車自動變速器創新聯盟秘書長李盛其表示,理論上輪轂電機確實(shí)可以實現(xiàn)多種驅(qū)動方式和多種動(dòng)力學功能,但其最(zuì)核心的前提是分布式驅動(dòng)控製(zhì)算法足夠優秀,而現實的行駛路況又wx複雜,這(zhè)需要海量的數據(jù)和漫長的研(yán)發才能實(shí)現,這也是其最核心的難點所在。
商用車(chē)將先產業化應用
對於未來輪轂電機的產業化運用,呂超(chāo)表示(shì),商用車領(lǐng)域將是率先應用的主要場景(jǐng),已經在客車、礦車等領域進行了一些應用實踐,在乘用(yòng)車領域主要瞄準的是高端乘用車市場,既能夠(gòu)承受當前輪轂電機的高(gāo)定價,也能為車型帶來差異化功能。從目前各(gè)家輪轂電機企業開發應用(yòng)的進度來看,2025年有望成為輪轂電機乘用車車型量產落(luò)地的爆發點。
呂超對輪轂電機的(de)產業化發展(zhǎn)充滿信心,他認為,沒有解決(jué)不了的問題———輪轂電(diàn)機製造成本高的問題,可通過國產化、產業化、規模化並(bìng)進得到(dào)解決;主機廠對輪(lún)轂電機電力電子架構和智能控製係統的認識(shí)和應用研發能力不足的(de)問題,可通過產學研用大協作、組建產業鏈創新(xīn)聯盟來解決;市場對輪轂電機先期應用的(de)大(dà)力宣傳(chuán)引導力度不夠的問題(tí),國家的政策支持才是zh的輿論導向。
汽車電動化、智能化(huà)、網聯化、共享化、低碳(tàn)化,為輪轂電機技術及產業化提供了(le)廣闊的發展空間。一個即將形成(chéng)的萬億市場,必將(jiāng)帶來人才的聚集、主(zhǔ)機廠的競逐和(hé)資金的熱捧。