百年輪轂電機(jī) 終于踏入量產(chǎn)化元年？
[汽車之家 行業(yè)] 車輪實(shí)現(xiàn)90°轉(zhuǎn)向，汽車原地可掉頭，內(nèi)飾空間更大……這些優(yōu)勢(shì)可全部在輪轂驅(qū)動(dòng)上得到實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)許多人為之震撼的同時(shí)，其實(shí)這項(xiàng)技術(shù)早在100多年前就已存在。1900年巴黎世博會(huì)上，保時(shí)捷汽車締造者費(fèi)迪南德·保時(shí)捷，就曾展示了一輛搭載輪轂電機(jī)的純電動(dòng)車——System Lohner-Porsche。
此后的100年間，這一顛覆性技術(shù)始終沉寂，遲遲看不到廣泛應(yīng)用前景。就在外界對(duì)它逐漸遺忘之際，我們終于看到了輪轂電驅(qū)的“喚醒”跡象。3月19日，舍弗勒輪轂驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)全球總部及研發(fā)中心正式在上海啟用，百年輪轂電機(jī)，終于踏入量產(chǎn)化元年？
■技術(shù)很好，卻棄之不用
傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的傳動(dòng)方案，是將電機(jī)的輸出扭矩通過(guò)變速器和差速器等傳遞到車輪。而輪轂驅(qū)動(dòng)是將電機(jī)直接安裝在車輪上，省去了中間復(fù)雜的傳動(dòng)過(guò)程。
『輪轂驅(qū)動(dòng)（右）比集中式驅(qū)動(dòng)（左）結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單』
它所帶來(lái)的好處一直讓業(yè)內(nèi)人津津樂(lè)道。數(shù)據(jù)顯示，相較于傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)，輪轂電機(jī)可以提高8%-15%左右的效率。而對(duì)于電動(dòng)汽車而言，效率的提升可以進(jìn)一步增加續(xù)航里程。
其次，由于高度集成化，省去了中間占大體積的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，節(jié)省了整個(gè)底盤(pán)的布置空間，乘客可以享受更大的車內(nèi)空間。
更為重要的是，由于電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪，MCU（電機(jī)控制器）只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的指令即可直接控制車輪的轉(zhuǎn)速和扭矩。比如，可通過(guò)左右輪不同轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電子差速減少轉(zhuǎn)彎半徑，或不同轉(zhuǎn)向角實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，甚至側(cè)方位停車。
這么好的東西，為什么100多年了，在汽車領(lǐng)域上久久沒(méi)有量產(chǎn)呢？最大的因素在于內(nèi)燃機(jī)浪潮的崛起，加之輪轂電機(jī)在技術(shù)上存在著難以逾越的障礙，這一技術(shù)始終被主機(jī)廠“棄”之不用。
從技術(shù)角度來(lái)看，輪轂電機(jī)的應(yīng)用會(huì)讓簧下質(zhì)量大幅增加，這也意味著車輛的舒適性和操控性將受到嚴(yán)重影響，這對(duì)于乘用車而言無(wú)疑是致命的。另外，電機(jī)裝在車輪內(nèi)，空間小冷卻不足，加上剎車也會(huì)讓電機(jī)過(guò)熱，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)材料退磁。
這也是輪轂技術(shù)發(fā)明至今以來(lái)，一直沒(méi)有在乘用車上大規(guī)模應(yīng)用的根本原因。世界上最接近于輪轂電機(jī)量產(chǎn)的公司，包括Protean、Elaphe、e-Traction等都有相關(guān)的技術(shù)儲(chǔ)備，但現(xiàn)階段，該技術(shù)仍處于工程樣品、樣車調(diào)試試驗(yàn)階段。
看似一條走不通的道路，舍弗勒選擇了另蹊辟?gòu)健?/p>
■B端場(chǎng)景，有望大規(guī)模應(yīng)用
在舍弗勒看來(lái)，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，將給城市交通帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。預(yù)計(jì)到2050年，全球超過(guò)三分之二的人口將居住在城市中。在這一發(fā)展趨勢(shì)下，高效節(jié)能、靈活機(jī)動(dòng)的移動(dòng)出行方式更符合未來(lái)城市的需求。而輪轂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能很好地解決交通擁堵、環(huán)境污染及停車難等日益嚴(yán)峻的城市問(wèn)題。
『舍弗勒輪轂驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)副總裁蘇輝』
進(jìn)一步理解，舍弗勒將輪轂電機(jī)的量產(chǎn)應(yīng)用聚焦于自動(dòng)駕駛區(qū)間巴士、最后一公里的物流運(yùn)輸，以及特種裝備和車輛等。
這對(duì)于2009年就開(kāi)展輪轂電機(jī)研發(fā)的舍弗勒而言，擁有這一系列具備量產(chǎn)條件的輪轂驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品并不是難以實(shí)現(xiàn)的事情。
“輪轂電機(jī)應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)性工程，不是簡(jiǎn)單地將電機(jī)裝進(jìn)輪轂里就完事�！鄙岣ダ蛰嗇烌�(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)副總裁蘇輝稱。
『舍弗勒輪轂驅(qū)動(dòng)研發(fā)史』
對(duì)于此前“不可逾越”的技術(shù)難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年的產(chǎn)品迭代升級(jí)及樣車驗(yàn)證，舍弗勒已根據(jù)客戶應(yīng)用需求找到一個(gè)平衡點(diǎn)�！霸诒ＷC結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度的同時(shí)，我們?cè)谳p量化方面做了很多工作，最大化地降低簧下質(zhì)量所帶的影響，通過(guò)整車的參數(shù)調(diào)整，最大限度地改善汽車舒適性和操控性�！碧K輝對(duì)汽車之家表示。
關(guān)于電機(jī)冷卻難題，舍弗勒選擇了水冷模式，相比風(fēng)冷和油冷，水冷能最大效率的發(fā)揮電機(jī)的使用效率，也更符合客戶的成本訴求。
值得一提的是，整個(gè)系統(tǒng)非常緊湊，舍弗勒的輪轂驅(qū)動(dòng)可以完全放在一個(gè)14寸的輪輞內(nèi)，解放了發(fā)動(dòng)機(jī)等傳統(tǒng)動(dòng)力總成占有的車身空間。
事實(shí)上，舍弗勒輪轂驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)在多種車型上得到成功應(yīng)用。比如舍弗勒Mover、德國(guó)航空航天中心模塊化概念車U-Shift、德國(guó)Innvelo 48V燃料電池概念車以及德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部資助的無(wú)人駕駛車輛等。
在蘇輝看來(lái)，輪轂驅(qū)動(dòng)更容易在B端場(chǎng)景應(yīng)用。乘用車面向終端客戶，更追求成本的把控，而物流小車等應(yīng)用，可以24小時(shí)不間斷運(yùn)行，更多的是考慮整個(gè)生命周期的使用，成本回收更容易。
這也符合企業(yè)的商業(yè)邏輯，一項(xiàng)新技術(shù)，如果只是小范圍推廣，企業(yè)無(wú)法做到營(yíng)收平衡，這種吃力不討好的事情必然走不長(zhǎng)遠(yuǎn)。
“我們發(fā)現(xiàn)客戶在各個(gè)領(lǐng)域有急切的應(yīng)用需求，包括共享汽車、特種汽車、環(huán)衛(wèi)車、機(jī)場(chǎng)用車等。雖然每一種應(yīng)用場(chǎng)景量不大，但各式各樣的應(yīng)用場(chǎng)景疊加在一起，即能產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)�！碧K輝強(qiáng)調(diào)。
不同于以往，輪轂電機(jī)發(fā)展至今，已不僅僅是一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，而是發(fā)展成集線控動(dòng)力、能量回收、差速轉(zhuǎn)向、輔助制動(dòng)等前端技術(shù)于一體的智能汽車平臺(tái)基礎(chǔ)。有了模塊化設(shè)計(jì)，舍弗勒對(duì)于各種應(yīng)用場(chǎng)景的變化顯得得心應(yīng)手，因?yàn)樗艽蟠蠊?jié)省產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期和成本。
■移師中國(guó)，或兩年內(nèi)量產(chǎn)
這些B端應(yīng)用場(chǎng)景，最早會(huì)在哪里落地呢？答案是中國(guó)市場(chǎng)。這也是為何舍弗勒會(huì)將輪轂驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)全球總部及研發(fā)中心移師中國(guó)的原因之一。
“首先，中國(guó)政府對(duì)于汽車電動(dòng)化的推廣力度是不遺余力的，而輪轂驅(qū)動(dòng)也是國(guó)家支持的科研項(xiàng)目；其次，輪轂驅(qū)動(dòng)與未來(lái)出行有很大的聯(lián)系，包括面向自動(dòng)駕駛的區(qū)間巴士，中國(guó)也是未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車的最大市場(chǎng)；最后，在如何把握市場(chǎng)機(jī)遇方面，中國(guó)人的研發(fā)速度一定比德國(guó)人要走得快�！碧K輝娓娓道來(lái)。
“綜上，我們判斷舍弗勒的潛在客戶一定是以中國(guó)市場(chǎng)為主�！�
這從舍弗勒計(jì)劃將輪轂驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線建設(shè)在中國(guó)就可窺知。據(jù)透露，輪轂驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線或?qū)⒂?022年下半年或2023年上半年啟動(dòng)，具體取決于現(xiàn)在客戶的項(xiàng)目情況。
舍弗勒力推B端場(chǎng)景應(yīng)用，是否代表輪轂驅(qū)動(dòng)在乘用車量產(chǎn)是遙不可及的幻想？答案并不是。
“主機(jī)廠明白，輪轂電機(jī)是電動(dòng)汽車的終極解決方案，也很想進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域，只是現(xiàn)階段，大部分乘用車以技術(shù)儲(chǔ)備為主，舍弗勒也與一汽等主機(jī)廠有密切聯(lián)系，為今后量產(chǎn)可能做準(zhǔn)備�！碧K輝解釋。
事實(shí)上，業(yè)內(nèi)對(duì)輪轂電機(jī)研發(fā)始終保持跟進(jìn)。吉利汽車研究院GEA項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)日前專項(xiàng)調(diào)研亞太股份輪轂電機(jī)技術(shù)，雙方就新車型平臺(tái)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)論證。
輪轂電機(jī)也給未來(lái)出行帶來(lái)很多暢想。2019年，日本零部件企業(yè)NSK研發(fā)出了可直接從布置充電線圈的道路上獲取電力的“第三代行駛中無(wú)線充電的輪轂電機(jī)（IWM）”技術(shù)，并成功進(jìn)行了實(shí)車驗(yàn)證。這意味著將來(lái)，你的愛(ài)車可以一邊等紅燈，一邊充電，增加電動(dòng)汽車的便利性。
■總結(jié)：
百年前，業(yè)內(nèi)始終認(rèn)為輪轂電機(jī)不具備商業(yè)價(jià)值，百年后的今天，舍弗勒用實(shí)際行動(dòng)證明這一技術(shù)具有量產(chǎn)前景，雖然在乘用車市場(chǎng)應(yīng)用仍有較大距離，但不妨礙輪轂電機(jī)給自動(dòng)駕駛商業(yè)用車帶來(lái)便利。更為激動(dòng)的是，這一電動(dòng)汽車終端技術(shù)，或?qū)⒃谥袊?guó)市場(chǎng)大規(guī)模落地。（文/汽車之家 彭斐）
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