“輪轂電機技術與中央電機相比可以為電動汽車提高15%的續(xù)駛里程。”湖北泰特機電有限公司總裁何君正這番言論，再次引發(fā)業(yè)界對輪轂電機技術的關注。

輪轂電機被一部分人認為是新能源汽車驅動系統(tǒng)最佳解決方案。其最大的特點就是將驅動、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，省略了離合器、變速器、傳動軸、差速器、分動器等傳動部件。

它的出現(xiàn)，很有可能顛覆汽車零部件產(chǎn)業(yè)格局。

輪轂電機技術在全球范圍內(nèi)起步較早，但在國內(nèi)還不成熟。

目前國內(nèi)90%的電動汽車企業(yè)都是走中央電機驅動的路線，這個技術實際上就是從傳統(tǒng)汽車轉變過來的，絕大部分車的底盤還是傳統(tǒng)車的底盤，沒有按照純電動汽車的特點來開發(fā)。

那么，被很多人看好的輪轂電機為什么至今還沒有大面積鋪開？

就目前來看，業(yè)界對輪轂電機技術的觀點分為兩派。一方認為，輪轂電機有明顯優(yōu)勢，技術已經(jīng)可以達到產(chǎn)業(yè)化水平；另一方認為，輪轂電機技術瓶頸很難突破，短期內(nèi)不宜大規(guī)模推廣。

輪轂電機究竟還存在哪些問題？這些問題到底能不能解決？

輪轂電機材料退磁是業(yè)界比較關注的問題。

車輪由于經(jīng)常需要處在大負荷低速爬長坡工況下，電機又放置在狹小的車輪內(nèi)，容易出現(xiàn)冷卻不足導致電機過熱，另外制動也會導致電機過熱。

清華大學汽車技術研究院院長宋健對電動公會表示，過熱會導致電機材料退磁，從而直接影響整車性能。

宋健

“在汽車制動時，制動器會產(chǎn)生很大熱量，熱量會直接傳到電機上，一般情況下，電機材料達到200℃以上時會退磁，目前還沒有任何技術方式可以解決這個問題。”

清華大學教授連小珉也直言，電機熱退磁現(xiàn)象確實存在，但如果有良好的冷卻系統(tǒng)，能讓熱及時散發(fā)，可以避免電機材料退磁。

連小珉

目前水冷已經(jīng)有人設計出來了，水冷來冷卻定子，轉子可以由風來冷卻。

另外，電機最大的熱量來自制動器，汽車在制動過程中產(chǎn)生的熱量會對電機有附加影響，如果把熱量有效隔開，也可以減輕電機的熱負荷。

“現(xiàn)在的情況是輪轂電機開發(fā)商只做電機，不做輪轂。其實輪轂可以做成風扇的形式來達到冷卻效果，如果把輪轂和電機放在一起綜合設計，有可能得到額外的冷卻效果。”連小珉說。

再來看看輪轂電機企業(yè)是怎么解決散熱問題的。

湖北泰特機電有限公司總裁何君正表示：“效率是我們要重點考慮的，在不影響電機使用效率的情況下，我們通過嚴格的散熱分析，決定采用水冷的方法進行散熱，主要是從冷卻水路的布置當中考慮，我們完全能夠達到整個電機的使用要求。

何君正

在輪轂電機領域深耕多年的Protean電機公司CEO陳國賢認為，電機永磁體溫度達到140℃的時候就會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。那么，如何讓磁體低于140℃？

陳國賢

“我們的辦法是將硅鋼片放置在剎車盤內(nèi)進行防護，汽車在制動時摩擦產(chǎn)生的熱量會進行一層層隔熱處理，加上在電機定子里使用冷卻水進行降溫處理，從而使電機材料達到不會退磁的溫度。”

陳國賢表示，我們通過有限元分析得出的實驗結果是到達永磁體的溫度可以控制在90℃左右。

如果說電極材料過熱導致的退磁問題能夠解決的話，那么決定輪轂電機是否能夠產(chǎn)業(yè)化的另一堵墻就是簧下質量的大幅增加，這個問題的嚴重性關乎輪轂電機的“命運”。

對于普通民用車輛來說，常常用一些相對輕質的材料比如鋁合金來制作懸掛的部件，以減輕簧下質量，提升懸掛的響應速度。

而輪轂電機恰恰較大幅度地增大了簧下質量，同時也增加了輪轂的轉動慣量，這對于車輛的操控性能很不利。

宋健認為，現(xiàn)在不是談輪轂電機成熟不成熟的問題，如果技術成熟了，把它放在摩托車上應該沒問題，但放在汽車上會存在先天性弊端。

對汽車來講，簧下質量會對汽車的性能產(chǎn)生很大影響，原來的驅動系統(tǒng)是在懸架以上，而輪轂電機會使懸下重量增加一倍多，這對汽車的平順性嚴重惡化，不是輪轂電機不能用，而是應用在汽車上會嚴重影響其性能。

針對這一問題，上海交大汽車工程研究院副院長殷承良認為，對懸架結構做出重大改變或許能避免這個問題，但懸架的變化就相當于整車全新一代的車型開發(fā)，難度很大。

殷承良

不過，連小珉教授對此有不同看法，雖然他也認為簧下質量對整車性能的影響確實存在，但他同時強調(diào)，相比傳動燃油車，電動汽車的簧上質量也在增加，比如電池的重量。

“簧上質量與簧下質量按同比例增加時，整車性能受到的影響就不會那么突出”

雖然隨著技術的進步，電動汽車會逐步輕量化，但輪轂電機技術也會不斷進步，向輕量化的方向發(fā)展。只要簧上和簧下質量保持比例，對整車性能的影響就不會太大。

目前來看，輪轂電機除了電極材料過熱退磁和簧下質量增加存在爭議外，輪轂電機能否與整車如何有效集成以及電機的一致性、耐久性差的問題也成為影響產(chǎn)業(yè)化進程的因素。

北京航空航天大學交通科學與工程學院教授徐向陽對電動公會表示，輪轂電機只能在非常有限的特殊應用中試用，對于在汽車上的應用，不能僅就輪轂電機本身論，必須從整車角度來看輪轂電機在產(chǎn)業(yè)化應用的可能性。

“從整車的角度，對于真正意義的電動汽車來說，輪轂電機在“十三五”根本沒有產(chǎn)業(yè)化的可能。”徐向陽說。

在集成方面，連小珉教授認為，如果要搭配輪轂電機，整車要改進懸架參數(shù)來匹配，這并非技術瓶頸。

在我們把燃油車改成電動汽車時，由于簧上質量加重，懸架進行了調(diào)整，那么在應用輪轂電機時，懸下質量加重也需要調(diào)整這一部分。

輪轂電機的開發(fā)商和車廠一定要配合來做這件事，這樣有助于發(fā)揮優(yōu)點，克服缺點。目前確實存在很多技術問題，但如果缺乏規(guī)模化的商業(yè)應用，突破速度會很慢。

國內(nèi)外有一些整車廠已經(jīng)在嘗試使用輪轂電機作為汽車的驅動方式了，但都沒有大規(guī)模應用，只是停留在測試階段。

當然，還有很大一部分整車廠拒絕采用輪轂電機。

“在現(xiàn)有的技術條件下，如果將輪轂電機應用到汽車上可以運行，車企為什么不去試一試？希望業(yè)界在對待新生事物態(tài)度上能夠更加積極。”連小珉說。

目前國外比較有名的輪轂電機生產(chǎn)廠商有英國的Protean電機公司、加拿大的TM4公司、著名的輪胎生產(chǎn)商米其林公司和日本的普利司通公司。

其中，Protean已與多家整車廠商合作研發(fā)了20多款裝置輪轂電機的樣車和改裝車型，包括福特F150-EV、VolvoC30 SeriesHEV、沃克斯豪爾Vivaro貨車、廣汽傳祺mmpchiEV以及基于梅賽德斯奔馳E級的巴博斯純電動與混合動力車型。

在輪轂電機發(fā)展上，可以說Protean已經(jīng)走在了前面。

雖然輪轂電機還面臨其他問題的挑戰(zhàn)，但依舊有越來越多的國內(nèi)汽車廠商和電機生產(chǎn)商開始注意到這項技術，比如一汽-大眾和廣汽傳祺純電動汽車都曾嘗試使用過輪轂電機。

國內(nèi)研發(fā)輪轂電機的企業(yè)屈指可數(shù)，但也不乏勇于開拓的新軍出現(xiàn)。

亞太股份以參股方式投資斯洛文尼亞輪轂電機技術公司1000萬歐元，并在中國設立了合資公司，這正是對輪轂電機未來充滿自信的表現(xiàn)。

湖北泰特機電有限公司也是或內(nèi)比較早布局輪轂電機的企業(yè)，輪轂電機已經(jīng)在全球8個國家10多條純電動商用車的路線上運營，最早的一批是從2009年開始營運。

此外，還有一些國內(nèi)企業(yè)也有涉足輪轂電機，比如天海集團也在天津成立了工廠，聚焦輪轂電機的研發(fā)，萬安集團與Protean合作推動輪轂電機在國內(nèi)量產(chǎn)等。

雖然目前輪轂電機還處于小范圍試驗階段，但被業(yè)界很多人看作是未來新能源汽車驅動解決方案，如果能在工程上解決技術難題，輪轂電機驅動技術將在未來的新能源車中擁有廣闊的前景。

來源：第一電動網(wǎng)

作者：電動公會