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观察:把电机放车轮里,未来或成为汽车标配?

时间:2023-02-14 13:06:48    来源 : 懂车帝

在汽车发展的百年历史进程中,新能源车型在近些年的快速崛起是我们有目共睹的,甚至可以说它使整个汽车行业跨入到了一个新的时代,这不仅是指给了消费者更多交通出行的新选择,同时也让汽车工业突破到了新的高度,而驱动电机正是这一新时代标志性的产物之一。那么问题来了,驱动电机根据安装的位置可分为集中式、轮边式和轮毂式共三种类型,您的爱车属于是哪一类呢?别急,看完本文相信您一定会知道答案的。

【集中式电机】被逼无奈“油改电”?

在传统的燃油车时代,车辆的发动机排量越大,一般而言这辆车的动力也就越强,但相对应的是发动机本体的体积、重量也会随着增加,相同功率下驱动电机的体积、重量更小,按照驱动电机在车辆上的安装位置,可大致分为集中式电机、轮边电机和轮毂电机,其中前者属于是集中式驱动,后两者同属分布式驱动。


(资料图)

无论是搭载发动机的燃油车型,还是搭载有驱动电机的新能源车型,发动机和驱动电机输出的动力都需要经过一系列的传递过程,最终目的是驱动车轮让车辆行驶在道路上。传统燃油车的发动机输出动力后,一般都会经过离合器、变速箱、传动轴、减速器、差速器和半轴等车辆硬件,最终把发动机输出的动力传递给车轮,沿用燃油车这套动力传递过程的驱动电机,就是今天最先登场的主角—集中式电机。

可能这里有同学要问了,不是说新能源车开辟了汽车行业的新纪元,为什么搭载驱动电机车型的动力传递过程,它和传统的燃油车基本是一模一样的呢?这个问题的答案其实很简单,概括来说就是车企被逼无奈的举措。

显而易见,刚刚生下来的婴儿是不会快速奔跑的,虽然说新能源汽车的发展历史可以追溯到19世纪八十年代,可真正被大批量产在全世界的汽车市场同步上市,且被全球大部分的消费者共同认可的年限,其实掰着手指头数说不定还能余出来几根手指,想想前几年诟病不断的“油改电”平台,聊到这是不是有些明白了呢?

自从1927年第一次人类环境会议后,环保这个词汇逐渐被赋予了超越其本身的神圣含义,同时它也逐步融入了全球对各行各业,汽车行业当然也不会例外。汽车行业为了响应环保的号召,整体来看市场中发动机的排量一缩再缩,甚至研发出了具有天生“抖动”属性的三缸发动机,可谓是让汽车工程师们绞尽了脑汁,最后工程师们灵光乍现想到了新能源车这个关键点。

随着时间的推移,以及相关政策和市场接受度等原因,新能源车逐渐成为了汽车行业大力发展的方向,各家车企一看这新风口、新蛋糕,怎么能少得了我呢?于是前有市场大蛋糕的诱惑,后有相关政策的鞭笞,各家车企也就一溜烟的推出了各种各样的新能源车型。

但事实是每一项新技术的诞生,背后都要有大量的时间做后勤保障,短时间内无法突破技术壁垒怎么样?在当时很多家车企给出了答案—“油改电”。没有全新新能源车型的平台,可燃油车平台对于车企来说是现成的,于是车企命令工程师们把发动机拿掉,把驱动电机和电池组塞到车上,这样一款纯电动车型或是插混车型就诞生了。

相对来说,发动机改驱动电机的做法还算是比较良心的,至少它确实是一辆有着电池组和驱动电机的车型,在当时有些车企为了抢占市场,甚至是在发动机的基础上加装1个作用微乎其微的小功率电动机,同时车辆售卖价格还贵的离谱,确实吃相是挺难看的。

就这样,当时有很大一批“油改电”车型陆续量产上市,不过因为都是从现有燃油平台改进的,造出来的车虽然没有什么太大的亮点,但基本上也不会有过大的缺陷。随着时间的推移,相关的技术发展的越来越成熟,近两年越来越多的车企陆续推出了自家全新设计的纯电动平台,以往“油改电”的产品现在已经几乎看不到了。

不过就算是有了全新的纯电平台,当下市场中多数纯电动车型,仍然沿用的是集中式驱动结的设计。如果说早期使用集中式电机是被逼无奈,如今市场中的主流车型仍在使用这套布局,那就得夸夸车企们“缝缝补补又三年”勤俭持家的精神了。

即便是使用全新纯电动平台造出来的纯电动车型,这些车辆大多也都使用的是集中式电机。之所以会出现这样的情况,主要是因为搭载集中式驱动结技术非常成熟,这套动力传递机构已经在燃油车进行了上百年的验证,使用起来不会有很严重的技术缺陷,而且一定程度上能减低大量的研发成本,好用又便宜的东西谁不喜欢呢?

【轮边电机】“缝缝补补又三年”的探索

虽然集成式电机那套动力传递便宜又好用,但科学进步的步伐是永不止步的,特别是对于一家企业而言,不思进取一定会被市场淘汰的。如果说集成式电机属于是车企们被逼无奈,且“缝缝补补又三年”节俭时代的产物,那么轮边电机则是车企们处于摸索纯电动车未来走势探索时代的产物。

通俗点说,集中式电机把动力输出传递给车轮,就像是生产出一件商品后,经过层层经销商加价最后才到人们的手中,这样一来消费者购买的价格就会贵很多。如果优化好销售方式,将商品直接送到网购平台上去买,这样只需要给网购平台缴纳一些费用,少了很多中间商的插手,相对来说到人们手中的商品价格自然会便宜很多,轮边电机的设计思路也是如此。

轮边电机简化了动力输出传递至车轮的中间结构,像传统车辆上的离合器、变速箱、传动轴、差速器等硬件,这些虽然在发动机时代是必不可少的。可随着轮边电机的出现,则意味着这些零部件已经没有存在于车辆上的必要了,如此设计的好处之一便是能减轻车辆的总重量,对于一款纯电动车型来说减重就是在降低能耗、提升续航。

它被安装的位置一般位于车桥两端,且非常靠近车辆的车轮区域,这样在正常工作运转的时候,驱动电机的动力输出不再需要传统的传动轴,甚至不再需要传统的半轴,这样的设计能够使动力的传递效率更高。

除了让动力更加纯粹的传递给车轮,因为轮边电机被安装在靠近车轮的区域,所以每个轮边电机都具有独立运转的特性,也就是说够单独控制驱动电机的转速和扭矩,如果它和车辆配备的四驱系统联动,就实现传统车辆上很难见到的一些“黑科技”。

就像前不久公开亮相的比亚迪U8,它就凭着原地转向的能力赢得了一堂喝彩声,这其实就是轮边电机和四驱系统联动而来的技术。传统车辆配备的传统四驱系统,或是现在主流纯电动车型配备的电四驱系统,基本上都是在车辆遇到一些特殊的情况,根据场景为每个车辆分配扭矩和动力,像大家所熟知的雪地模式、越野模式等,就是基于这些原理设计的。

所以说能够为车轮分配扭矩和动力的四驱系统,遇到了现在安装在靠近车辆的车轮区域,且能单独控制扭矩和输出动力的轮边电机,两者的相遇可谓是见到了彼此的知己,配合着干起活来称之为如虎添翼也不过分,所以这才铸就了比亚迪仰望U8(图片)一出场就收获大量好评的局面。有了仰望U8作为领头羊,如果接下来市场销量表现的好,相信在不久的未来会有大量搭载轮边电机的车型问世。

【轮毂电机】车轮就是电机的畅想

轮毂电机和轮边电机从名字上仅有一字之差,结构上来看轮毂电机是将驱动电机和车轮融为一体,其实可以将其看成是轮边电机的终极进化版,就像是一件商品生产出来以工厂价直接卖到消费者手上,这也是为什么两者都属于分布式驱动的原因。如果说轮边电机是车企索摸纯电动车未来走势的产物,那么轮毂电机则是车企对纯电动车未来发展的期望产物。

虽然在汽车行业属于是未来发展的理想产物,但其实在日常生活中轮毂电机的身影是比较常见的,比如道路上经常能看到的两轮电动自行车,它的后车辆内部就集成有轮毂电机。为什么几百上千块就能买的电动自行车,几十年前就已经在使用轮毂电机了,为什么到汽车行业就成了类似概念车的设计呢?

这是因为车辆由很多软硬件组成,每一部分想要改动就会牵一发而动全身,作为一个极其复杂且极为精密的机器,要想简化甚至取消传统汽车行业沿用上百年的传动机构,这样的思路不得不称之为一项有变革意义的创想。

万物有优点必然也会有缺点,轮毂电机和轮边电机既然都属于分布式驱动,自然两者的缺点也有不少相同之处。对于驱动电机来说,自身正常运转工作时发热的局限性,其产生的热量会随着运转时间的逐步提升,如果热量过高驱动电机的输出功率便会受限,如此车辆行驶的动力便会减弱。

对于轮胎来说,车辆在行驶时轮胎本身就会产生热量,如今又多了会发热的驱动电机,特别是和车轮融为一体的轮毂电机来,两者的热量叠加起来如何不影响胎压,要知道胎压有问题可能会导致爆胎翻车,综合来看如何为这类驱动电机做好散热,是个非常严重的问题。

再者是因为轮毂电机和轮边电机,它们的位置都和车轮有关系,这也就意味着按照结构划分的话,驱动电机显然是属于簧下质量,所以使用这类驱动电机的车型,车辆底盘就需要精心的调校,否则势必会影响车辆的操控性和舒适性。

后期的用车成本问题,以往即便是车辆发生了意外碰撞事故,就算是把四个车轮都撞到报废,顶多也就是换一整套车轮的钱,如果是搭载有轮毂电机或轮边电机的话,就要多加一套驱动电机的钱,相对车轮来说这可是一笔不小的数目了。

写在最后:

驱动电机已经成为车企们和零部件供应商们热衷研发的硬件,无论是集中式电机、轮边电机或轮毂电机,从汽车领域发展的角度来看,驱动电机已经成为了一项必然的历史进程。不过碍于技术成熟度和成本原因的限制,当下汽车市场中的纯电动车型搭载的多为集中式电机,轮边电机如今也已有了要大面积进入市场中的趋势,但是结构简化到夸张程度的轮毂电机,距离大批量的量产上市或许还有很长的一段路要走。

标签: 驱动电机 四驱系统 缝缝补补又三年 动力输出

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