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高工瞭望丨轮毂电机产业化“破晓”

2018-11-12 · 来源: 高工电动车网 关注度:45526 次
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轮毂电机 华人运通 乘用车
摘要:敢想敢干的新势力车企能否能将期待已久的轮毂电机应用“落地”?

敢想敢干的新势力车企能否能将期待已久的轮毂电机应用“落地”?

10月底,新势力造车企业华人运通正式对外召开战略发布会,提出颇为宏大的“三智”战略(智能汽车、智捷交通、智慧城市),并发布了两款外界看来依然还是“空中楼阁”的概念车。

有意思的是,由于战略和概念车过于“超(xu)前(wu)”,并没有引发外界过多的讨论,反倒是作为现场“配角”的一款基于量产导向开发的“四轮转向轮毂电机工程车-RE05”,引发了行业的关注和热议。

高工电动车获悉,华人运通这款四轮转向轮毂电机工程车-RE05。采用了轮毂电机驱动系统,实现了独立的四轮电机控制和制动。

所谓轮毂电机,就是将驱动、传动和制动装置都整合到轮毂内,省略了离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等传动部件。其优点是占用空间小、省去了传动轴,并且每个车轮上的扭矩都可以单独控制,也正因为这样的特性,被开玩笑的称为女司机的“福音”

华人运通介绍,RE05工程车可提供14套不同工况/模式下的智能驱动逻辑,根据不同路况,4个独立的车轮都可改变方向,并且能实时地正反转。其整套系统整合了轮毂电机+四轮转向系统,改变了车辆固有的驱动模式,更小的转弯半径以及复杂多变的驱动模式,颠覆车辆驱动系统。

这就意味着,如果该工程车可以走向量产,将会进一步推动轮毂电机在乘用车领域的产业化应用。

事实上,近年来,围绕于轮毂电机产业化,一大批车企与供应链企业都在从技术储备、产品研发、生产制造、整车验证等多个环节进行集中攻关,市场应用已经走到产业化“前夜”。

高工电动车了解到,在华人运通RE05工程车之前,轮毂电机已经开始在一些专用车和客车领域实现了小规模的应用,湖北泰特机电有限公司董事长吕超今年初就曾透露,泰特轮毂电机2018年预计会配套1000辆车,主要集中于客车及专用车领域。此外,位于上海的易仑动力也在进行产业化导入。

包括吕超在内的多位行业人士的判断是,轮毂电机可以增大更多续航里程。同时,考虑到变速器等供应商利益因素,未来轮毂电机会在中国快速应用。同时,基于现有轮毂电机技术条件,该技术会率先在商用车应用,未来三年逐步转向乘用车。

第三种路径的博弈

目前,国内新能源汽车电机市场上主要有三种选择:第一种是中央电机,目前市面70%-80%的车辆都会采用这种技术;第二种是分布式驱动,主要是轮边电机驱动桥,目前正逐步走向商业化阶段;第三种是集成化的轮毂电机驱动桥,在中国市场尚处在技术研发试用阶段。

从产品技术层面看,对比以上三种电机,轮毂电机的优势主要表现在以下三点:一是省去了传统的机械换挡、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等装置,简化了桥架结构,既增大汽车可利用空间,又提高传动效率;二是各轮毂转矩独立可控,正反转灵活,瞬时动力性能更加优越;三是有助于轮毂的电气制动、机电复合制动和制动过程中的能量回馈。

也正是具备这样的优势,轮毂电机成为国际主流车企和零部件企业的研发重点。

国外对轮毂电机的研究起于上世纪中后期,日、美、德等国都开发了轮毂电机驱动车辆,包括三菱、福特、西门子都曾开发出基于轮毂电机驱动的电动汽车。

而在配套的企业中,目前也主要集中在国外,有荷兰E-tranction公司、英国Protean Electric公司、加拿大的TM4公司、斯洛文尼亚的Elaphe公司等。其中,商用车和乘用车轮毂电机研究处于世界领先的企业分别是e-tranction和Protean Electric公司。

作为全球新能源汽车的领跑者,国内的轮毂电机也在近几年开始大步快跑,高校、科研院所、车企也均加大了对轮毂电机的研发投入,纷纷研究开发轮毂电机驱动电动车。

据了解,一汽大众和Protean Electric合作开发的轮毂电机验证演示车,广汽集团与Protean Electric公司合作打造的后轮驱动的纯电动汽车,奇瑞开发四轮驱动、搭载336V轮毂电机的瑞麒XI-EV纯电动汽车等。

2016年9月,作为天海集团子公司的泰特机电耗资5500万欧元全资收购了e-Traction公司。并以此切入轮毂电机领域。

泰特机电纳入麾下的e-Traction,是目前唯一已经开始在商用车上量产投入使用的轮毂电机制造商。目前,在欧洲5个国家的10个城市,已有200多辆配装e-Traction轮毂电机的客车在实地运营。

泰特机电也是不少国内企业切入轮毂电机的思路,通过并购入股的方式引入国外先进技术,从而快速实现产品和技术的导入。

而在应用市场的导入上,鉴于欧洲市场发展经验以及国内市场环境,从事研发轮毂电机的企业普遍将商用车作为突破口。

泰特机电提供的数据显示,配装轮毂电机车辆的总体运营成本要比中央电机低约15%,比轮边电机低约10%。

吕超表示,测试数据是用e-Traction的轮毂电机和西门子的中央电机以及采埃孚的轮边电机进行对比,如果对比国内现有的中央电机和轮边电机,e-Traction轮毂电机的优势会更明显。他预估,同中央电机相比,e-Traction轮毂电机可以降低20%以上的运营成本,将比目前国内的中央电机节能20%以上。

此外,相比中央电机,同样的续驶里程,配装轮毂电机的车辆可以少装约15%的电池,而少装电池,又可以实现减重和降低成本,因此,可能会在对于更讲效率的商用车领域更有优势预计未来五年,轮毂电机在市场中的复合年增长率将达到80%。

规模化应用“道阻且长”

尽管市场空间充满想象,但是要想真正实现大规模化应用,可能还要面临成本降低、技术瓶颈等多个现实难题。

最为直接的就是成本,一套轮毂电机成本高达20万元,而一套中央电机的成本则仅为其十分之一,这也是现阶段其难以广泛推广的主要原因。

而从技术层面来看,尽管存在明显的性能优势,但现阶段来看,要想实现真正的直接驱动,得到性能发挥,还面临一些问题。

第一是大幅增加了簧下质量,对于一辆车,可以将其分成簧下质量和簧上质量两个部分,如果增加簧下质量,对于舒适性和操控性都是极为不利的。

第二是对制动方面的影响,传统汽车都是布置了刹车盘和刹车卡钳,轮毂电机则需要采用电制动,然而仅凭单纯的能力回收肯定是不够的,还需要更强的制动,这会有电量损耗。此外,电制动方案如何实施,如何散热等都是一些难题。

针对于此,车企和配套企业也都在进行攻关,例如,对于簧下质量问题,华人运通就表示,其在尝试通过轻量化等技术来解决。

对于乘用车的应用进程,业内的分析是,跨国车企对于一些新技术应用还比较保守,反倒新创车企如特斯拉会率先采用。参照汽车驱动技术发展趋势,传统内燃机驱动被电驱动所代替,而电驱动又会被直驱所代替。而在中国市场,敢想敢干的新势力车企有望成为其产业化应用的推手。

尽管前路道阻且长,但必须正视的是,轮毂电机与其它电机的博弈已经开始,随着投入企业的进一步增多和车企的研发测试进程加快,其产业化进程将会加速推动。

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