轮毂电机驱动可实现四驱 新能源车也给力

　　新能源车已经成为全球汽车行业颇具前瞻性的领域，而新能源车型的驱动技术和传统燃料汽车有着不小的区别。在今年上海车展上，一些汽车厂商就展出了轮毂电机驱动技术，今天我们就来看看什么是轮毂电机驱动技术。

　　轮毂电机驱动技术并非新生事物

　　“轮毂电机技术又称车轮内装电机技术，它的最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电动车辆的机械部分大大简化。”一汽大众高级工程师洪治平说，“轮毂电机驱动技术并非新生事物，早在1900年，保时捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车，在20世纪70年代，这一技术在矿山运输车等领域得到应用。”

　　而对于乘用车所用的轮毂电机，北京汽车学院刘东教授告诉记者：“日系厂商对于此项技术研发开展较早，目前处于领先地位，包括通用、丰田在内的国际汽车巨头也都对该技术有所涉足。目前国内也有自主品牌汽车厂商开始研发此项技术，在2011年上海车展展出的瑞麒X1增程电动车就采用了轮毂电机技术。”

　　洪治平说：“轮毂电机驱动系统根据电机的转子形式主要分成两种结构形式：内转子式和外转子式。其中外转子式采用低速外转子电机，电机的最高转速在1000-1500r/min，无减速装置，车轮的转速与电机相同；而内转子式则采用高速内转子电机，配备固定传动比的减速器，为获得较高的功率密度，电机的转速可高达10000r/min。随着更为紧凑的行星齿轮减速器的出现，内转子式轮毂电机在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。”

　　可获得更好的空间利用率

　　对于传统车辆来说，离合器、变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的，而这些部件不但重量不轻，也让车辆的结构更为复杂，同时也存在需要定期维护和故障率的问题。但是轮毂电机就很好地解决了这个问题。除了结构更为简单之外，采用轮毂电机驱动的车辆可以获得更好的空间利用率，同时传动效率也要高出不少。

　　洪治平介绍说：“由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。同时轮毂电机可以通过左右车轮的不同转速甚至反转实现类似履带式车辆的差动转向，大大减小车辆的转弯半径，在特殊情况下几乎可以实现原地转向，这对于特种车辆而言很有价值。”

　　刘东还介绍说：“目前的新能源车型大多数都采用电驱动，因此轮毂电机驱动也就派上了大用场。无论是纯电动还是燃料电池电动车，抑或是增程电动车，都可以用轮毂电机作为主要驱动力；即便是对于混合动力车型，也可以采用轮毂电机作为起步或者急加速时的助力，可谓是一机多用。同时，新能源车的很多技术，比如制动能量回收等也可以很轻松地在轮毂电机驱动车型上得以实现。”

　　仍需突破很多缺陷

　　虽然轮毂电机驱动技术有很多优点，但要在电动汽车上普及仍需要突破很多缺陷。“目前市面上的绝大多数车辆，常常用一些相对轻质的材料比如铝合金来制作悬挂的部件，以减轻簧下质量，提升悬挂的响应速度。可是轮毂电机较大幅度地增大了簧下质量，同时也增加了轮毂的转动惯量，这对于车辆的操控性能是不利的。不过考虑到电动车型大多限于代步而非追求动力性能，这一点尚不是最大缺陷。”刘东说。“此外，由于能源燃料的关系，电动车会将电制动作为车辆制动系统的首选，不过对于轮毂电机驱动的车辆，由于轮毂电机系统的电制动容量较小，不能满足整车制动性能的要求，都需要附加机械制动系统，但是对于普通电动乘用车，没有了传统内燃机带动的真空泵，就需要电动真空泵来提供刹车助力，这也就意味着有更大的能量消耗，因此，电制动系统消耗的能量也是影响电动车续航里程的重要因素之一。”

　　洪治平还说：“与电动机集中动力驱动相比，轮毂电机驱动技术具备很大的优势，它布局更为灵活，不需要复杂的机械传动系统，同时也有自己的显著不足，比如密封和起步电流/扭矩间的平衡关系，以及转向时驱动轮的差速问题等等，如果能在工程上解决这些难题，轮毂电机驱动技术将在未来的新能源车中拥有广阔的前景。”