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  • 電機三部曲:直驅、輪邊、輪轂,如何彈?

     

    導語:驅動電機作為新能源汽車的三大核心部件之一,汽車新能源整車企業一定是時刻在關注輪轂電機的發展。2020年動力電池目標300KW/GK目標已經很清晰,我國新能源汽車的發展已經造就了一批國際第一方陣動力電池企業,但是中國還沒有國際第一方陣的驅動電機企業。對整車新能源汽車企業而言比較困惑的是,純電動汽車路線已經明確,但是驅動電機,卻是 “直驅電機、輪邊電機、輪轂電機”三部曲?彼此之間沒有協調起來,專業人士的觀點模糊不清,用戶更搞不清楚了。

     

     

     

             一、車輛驅動電機發展歷程

     

             無軌電車一直沒有列入汽車序列,基本理由是它沒有車載能源,但是車輛管理上也是列入公交車輛序列的。無軌電車不是汽車,但一定是道路運輸機動車輛。目前純電動汽車與無軌電車在原理上,基本是一致的,不同一點,無軌電車沒有車載動力電池,純電動汽車有車載電池。

     

             無軌電車的驅動電機,與純電動汽車驅動電機是一樣的。時代的進步,驅動電機也是進步了。無軌電車長期使用的直流電機,中國純電動汽車驅動電機一開始應用的異步交流電機,接下來就是永磁同步電機了。

     

             到了今天,車輛驅動電機基本上統一采用永磁同步電機了,無軌電車也上采用永磁了同步電機。

     

             這里討論的直驅電機、輪邊電機、輪轂電機都是永磁同步電機,所謂“直驅電機、輪邊電機、輪轂電機”是指電機安裝在車輛的位置不同的電機而言。

     

             二、直驅電機、輪邊電機、輪轂電機相同點及發展趨勢

     

             這里討論是汽車驅動電機。所謂驅動,是指要驅動輪胎運動的電機即直驅電機、輪邊電機、輪轂電機等三類電機,要驅動的對象都是車輪。既然已經是永磁同步電機了,其工作原理是一樣的。

     

             ?其基本要求:
     


     

             注:不同的電機幾何尺寸不同了,當然性能參數也是區別的

     

             ?其發展趨勢:

             (1)高功率密度:高速、高轉矩密度

             (2)寬調速范圍-調節永磁或反電勢

             (3)低成本-新材料與優化設計

     

             三、直驅電機、輪邊電機、輪轂電機不相同點

     

             ①直驅電機配備的車橋

     

             直驅電機是相當于發動機而言的,發動機驅動輪胎運動,中間要一定過渡零部件(變速箱、傳動軸等),而直驅電機與傳統車橋中間連接了。下圖是東風徳納車橋的產品。

     

     

    ▲ 圖1  直驅電機的東風徳納車橋

     

             ?其主要特點:車橋集成了電機、變速箱、傳動軸、差速器,這幾大件全部直接集成安裝在了車橋的中間。

     

             ②輪邊電機配備的車橋

     

             ZF輪邊電驅橋是典型的代表:兩個驅動電機布置在車橋兩側,通過側減速器和輪邊減速器實現減速增扭驅動車輪。見圖2。
     

    ▲ 圖2  ZF輪邊電驅橋

     

             ③輪轂電機配備的車橋

     

             輪轂電機組件爆炸圖見圖3 。 
     

    ▲ 圖3  輪轂電機組件

     

             輪轂電機配備的車橋見圖4。

     

    ▲ 圖4  泰特機電輪轂電機配備車橋 

     

             從上面的介紹中,驅動電機必須與車橋結合,才能發揮作用,直驅電機的東風徳納車橋,是基于傳統車橋原理開發的,保留傳統車橋的優點。ZF輪邊電驅橋和泰特機電輪轂電機配備車橋,已經看不到傳統車橋的優點。

     

             直驅電機、輪邊電機、輪轂電機是三部曲,但是彼此之間,還看不出是遞進關系,理論上也許可以說,分布是電機(輪轂電機)是純電動汽車最終目標,而工程角度來看,好像還不是這回事。

     

             四、直驅電機、輪邊電機、輪轂電機“三部曲”如何彈?

     

             ①目前占市場優勢的是直驅電機+傳統車橋,傳統車橋是基于發動機驅動,滿足汽車運動的要求,即汽車行駛速度變化、車輛運動穩定性、車輛顛簸頻繁的要求。而直驅電機的東風徳納車橋,可以回答這些問題。

     

             ②輪邊電機配備車橋。比亞迪和長江汽車對輪邊電機推廣應用進行了嘗試。但是汽車運動原理來講,輪邊電機配備車橋回答不了,它如何發揮傳統車橋優勢。  

     

             ③輪轂電機如何減速傳動?有非常大的直接驅動扭矩。輪轂電機受到路面的沖擊非常大,可靠性、耐久性如何保障?輪轂電機如何克服車輛顛簸?傳統車橋是省掉了,但是其功能不能省。

     

             湖北泰特機電有限公司有介紹,其技術源于荷蘭(e-Traction)公司。其創始于1981年,是研發輪轂電機的先驅,擁有發明專利200多項。在歐洲8個國家11個城市的公交車上試用,最長運行時間超過9年。

     

             認真思考一下,試用已經超過9年,還在試用,既然是試用,11個城市每一個城市3輛,累計不會超33輛公交車。到了中國就要量產到5000輛,邏輯上好像不通?而驅電機+傳統車橋的純電動公交車最保守估計超20萬輛以上了吧。就是直驅電機的東風徳納車橋,也沒有普遍推廣應用。

     

             核心技術是靠時間積累的,直驅電機、輪邊電機、輪轂電機三部曲如何彈?還得穩步練習,不要急于說直白了,誰替代誰,誰顛覆誰。

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