在正式介紹Protean Electric的輪轂電機(jī)技術(shù)之前,我們有必要說(shuō)明:把輪轂電機(jī)技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)制造上并不算什么新鮮事,早在1900年,費(fèi)迪南德·保時(shí)捷(Ferdinand Porsche)老爺子就提出了把電機(jī)裝到車(chē)輪子上的想法,并首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)。但是想歸想,那個(gè)時(shí)代的生產(chǎn)技術(shù)顯然不能很好的解決電池壽命、耐久度以及一連串問(wèn)題的。
直到20世紀(jì)70年代,輪轂電機(jī)技術(shù)才廣泛應(yīng)用于礦山運(yùn)輸車(chē)等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域,而對(duì)于普通乘用車(chē)上的使用,日系廠商的研發(fā)開(kāi)展較早,目前也處于行業(yè)領(lǐng)先地位,包括通用、大眾在內(nèi)的汽車(chē)巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。目前國(guó)內(nèi)也有自主品牌汽車(chē)廠商開(kāi)始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù),例如,在2011年上海車(chē)展的時(shí)候,瑞麒X1增程電動(dòng)車(chē)就采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。
Protean Electric 是什么?Protean Drive? 又是什么?
簡(jiǎn)要的說(shuō),Protean Electric是一家總部位于美國(guó)底特律的清潔能源企業(yè),也是汽車(chē)輪轂電機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與商業(yè)化的領(lǐng)導(dǎo)者;Protean Drive? 則是他們研發(fā)生產(chǎn)的一體化集成驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)系統(tǒng)的名稱(chēng)。目前這家公司在美國(guó)、英國(guó)和中國(guó)等地都設(shè)立有運(yùn)營(yíng)中心。
新的輪轂電機(jī)動(dòng)力更強(qiáng),適用范圍更廣
Protean公司生產(chǎn)的輪轂電機(jī)每個(gè)重34kg左右,能夠提供100馬力(約為75kw)的最大功率和995牛米最大扭矩的動(dòng)力輸出。同時(shí),還可回收約85%的制動(dòng)動(dòng)能,并良好的與車(chē)輛傳統(tǒng)動(dòng)力配合,并改裝為混合動(dòng)力汽車(chē),輪轂電機(jī)可在18-24英寸的輪圈上適用,當(dāng)然,這套系統(tǒng)還包括一套供電系統(tǒng),可讓車(chē)輛的燃油降低30%。
大體結(jié)構(gòu)并無(wú)二樣,工藝和耐久度很重要
就基本的輪轂電機(jī)機(jī)構(gòu)而言,大體是相同的,一個(gè)獨(dú)立的固定轉(zhuǎn)子、包含電控組件的軸承、逆變器和定子等,更加復(fù)雜的,還會(huì)在輪轂內(nèi)集成懸掛減震系統(tǒng)。這其實(shí)并不重要,真正影響輪轂電機(jī)推廣普及和使用的是其耐久性,相比車(chē)身覆蓋件,車(chē)輪的工作環(huán)境更加惡劣,復(fù)雜的電子元件在頻繁的彈跳以及水土侵蝕下是很大的考驗(yàn),為此,Protean公司的產(chǎn)品在封裝性上更加完善,并對(duì)易損部件進(jìn)行了強(qiáng)化處理。
和著名整車(chē)改裝廠巴博斯的合作
對(duì)于耐久性強(qiáng)化測(cè)試,Protean Electric和汽車(chē)改裝公司巴博斯就曾合作開(kāi)發(fā)過(guò)混合動(dòng)力車(chē)。改裝車(chē)使用傳統(tǒng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與Protean Electric的輪轂電機(jī)共同在后輪輸出動(dòng)力,裝在兩側(cè)的輪轂電機(jī)能為整車(chē)提供80千瓦(110匹)與800牛米的峰值扭矩。憑借輪轂電動(dòng)機(jī)能為改裝車(chē)提供0-100km/h小于7.4秒的加速時(shí)間,60km/h到120km/h也會(huì)小于5.6秒。
2一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)伴隨著質(zhì)疑的技術(shù)
大量傳動(dòng)部件都可不要,汽車(chē)更加輕巧
對(duì)于普通乘用車(chē)來(lái)說(shuō),各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)顯然是必不可少的關(guān)鍵部件,這直接關(guān)系到車(chē)輛性能;但是,復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)往往也意味著更重的質(zhì)量和更高的故障率。相應(yīng)的,輪轂電機(jī)就較好地解決了這個(gè)問(wèn)題,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的同時(shí),大幅精簡(jiǎn)了傳動(dòng)部件,提升了傳動(dòng)效率也提升了空間。
一輛車(chē)六個(gè)車(chē)輪、八個(gè)車(chē)輪都OK
由于輪轂電機(jī)具備單個(gè)車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的特性,因此無(wú)論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式,都可以更輕松地實(shí)現(xiàn)。同時(shí)輪轂電機(jī)可以通過(guò)左右車(chē)輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)類(lèi)似履帶式車(chē)輛的差動(dòng)轉(zhuǎn)向,可以明顯減小車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎半徑,對(duì)于特種車(chē)輛很有實(shí)際意義。
新能源車(chē)的好搭檔
就目前發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō),新能源車(chē)型更多采用了電力驅(qū)動(dòng),滿(mǎn)足一般代步需求,輪轂電機(jī)完全可作為主要驅(qū)動(dòng)力;而對(duì)于混合動(dòng)力車(chē)型來(lái)說(shuō),輪轂電機(jī)又可以充當(dāng)起步和急加速的補(bǔ)充動(dòng)力,同時(shí),制動(dòng)能量回收功能,也可以在輪轂電機(jī)上輕松實(shí)現(xiàn)。
另外值得一提的,使用了Protean輪轂電機(jī)的汽車(chē),在ECU發(fā)出指令之后,扭矩是可以任意分配的,并不需要通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)就可任意分配到車(chē)輪的扭矩力(扭矩矢量分配技術(shù)),這種技術(shù)最先用于賽車(chē),但最近被引入了全驅(qū)汽車(chē)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。
相應(yīng)的,盡管經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,輪轂電機(jī)技術(shù)依舊有質(zhì)疑之處。首先,它可能會(huì)影響車(chē)輛駕控感受,這并不難理解,通常注重駕駛感受的性能車(chē)通常會(huì)使用重量更輕的材質(zhì)作為懸掛部件,尤其是減少簧下重量。但是裝配輪轂電機(jī)后,質(zhì)量會(huì)有明顯增加,無(wú)法避免一定程度的影響車(chē)輛駕控樂(lè)趣。
另外一點(diǎn),對(duì)車(chē)輛的制動(dòng)效果和能耗容易造成影響,我們都知道傳動(dòng)動(dòng)力乘用車(chē),需要由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)真空泵,但更換為輪轂電機(jī)后,真空泵能量來(lái)源則會(huì)來(lái)自電機(jī),這可能意味著更多電能的消耗,而輪轂電機(jī)的電量?jī)?chǔ)備通常不會(huì)很大。同時(shí),輪轂電機(jī)工作的環(huán)境惡劣,面臨水、灰塵等多方面影響,在密封方面也有較高要求,設(shè)計(jì)上也需要為輪轂電機(jī)單獨(dú)考慮散熱問(wèn)題。
盡管面臨挑戰(zhàn),但依舊有越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠商開(kāi)始注意到這項(xiàng)技術(shù),比如一汽-大眾就已經(jīng)和Protean Electric合作生產(chǎn)了驗(yàn)證演示車(chē),同時(shí),Protean Electric還在中國(guó)溧陽(yáng)建立了工廠,而將電機(jī)從車(chē)身轉(zhuǎn)移到車(chē)輪,節(jié)省了大量的車(chē)體空間,同時(shí)讓汽車(chē)設(shè)計(jì)更加靈活,相信未來(lái)借力推出的概念車(chē)和量產(chǎn)車(chē)都也會(huì)走進(jìn)我們的視野,這何嘗不是件好事。
(審核編輯: 小丸子1)
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