傳統(tǒng)汽車根據(jù)驅(qū)動方式的不同,可分為前驅(qū)、后驅(qū)、四驅(qū)(三大類)。常規(guī)情況下,普通家用車采用前驅(qū)為主,而豪華車才會和后驅(qū)“掛上鉤”。至于四驅(qū)多年來,除了比如奧迪“quarro”這樣的“少數(shù)派”在用之外,一直都是越野車的專屬。
![在汽車電動化時代,德國竟要被日本超越?你還迷信德國底盤么]()
然而自從2014年全球進入電動化爆發(fā)期之后,如今普通車用后驅(qū),甚至四驅(qū)一點都不會讓人感到絲毫的不可思議。導(dǎo)致這一切發(fā)生改變的原因當(dāng)然就是——電機。電機放在后面就是后驅(qū),放在前面就是前驅(qū),前后雙電機就是四驅(qū)……
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4輪4電機必然是未來底盤方向
然而不知道大家是否想過這樣一個問題:既然一臺車有4個輪子,為啥不干脆用4臺電機來驅(qū)動呢?——因為目前最先進的電動汽車,僅僅只是是前后雙電機而已!也就是說他們是離不開傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵部件——差速器的!包括今年跑達喀爾的奧迪混動賽車也是如此。
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我們知道,未來汽車的發(fā)展方向,不管是純電動,還是氫能源,或者是找到其他什么綠色替代燃料…終歸都是要走“電傳動”路線,淘汰變速箱的(無非是電力從何而來的區(qū)別罷了)?!妭鲃拥慕K極形式,就是“4個輪子+4臺電機”。
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德國和日本,誰在未來汽車
底盤技術(shù)上,更有主動權(quán)?
于是就產(chǎn)生一個新的問題:難道國內(nèi)外到現(xiàn)在都搞不定“4個輪子+4臺電機”的底盤方案么?至少目前來看德國人沒搞定(看看奧迪最新的達喀爾賽車就明白了)。那么,日本人是否有本事,有能力搞得定“4個輪子+4臺電機”的底盤方案呢?
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這是一個全新的課題!下面筆者就拋出自己的解讀和分析,以供大家探討。首先讓我們看看德國人在“4個輪子+4臺電機”的底盤方案上,遇到了什么困難?!鸢甘牵弘娮硬钏偬y調(diào)教了!
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德系偏愛同步電機,效率高
但卻給自己埋下了“高難度題”
電子差速是什么?很簡單,想一下,汽車轉(zhuǎn)彎的時候,是哪一側(cè)的輪子轉(zhuǎn)動的更快?——答案是“外側(cè)車輪轉(zhuǎn)的更快”!比方說左轉(zhuǎn)彎時,右側(cè)車輪轉(zhuǎn)速就需要比左側(cè)車輪更快!要不然轉(zhuǎn)彎就沒辦轉(zhuǎn)了(開動腦筋想想這是為啥)!
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在傳統(tǒng)汽車上,汽車轉(zhuǎn)彎時,賦予內(nèi)外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同功能的部件就叫做——差速器。但是在“4個輪子+4臺電機”的底盤方案上,是不存在差速器的!——車輛一旦需要轉(zhuǎn)彎,4個輪子就會有4種快慢不同的轉(zhuǎn)速!——而這全都要電機精確控制轉(zhuǎn)速才行!
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不好意思,控制軟件太難寫了!起碼目前德國人搞不定!如果您要問我理由,很簡單??!德國目前在做的電車項目,電機類型清一色都是同步電機!無論是永磁同步還是磁阻同步!而同步電機的特性天生就是“頻率跟隨特性”。
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想要電機有“自適應(yīng)”能力?
電機特性夠“軟”才行!
簡單來說就是:控制器給出多少頻率,電機就轉(zhuǎn)多快!轉(zhuǎn)速是精確受到控制的(所以才叫做“同步”)?!绻覀儞Q個思路,對電機的轉(zhuǎn)速不再主動控制,而是讓電機自己來決定“該轉(zhuǎn)多快”,豈不妙哉?!
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但問題是“同步電機”你就別指望能這么玩耍了!這時候你需要找一臺機械特性非常軟的電機才行!——統(tǒng)治了鐵路(電力機車、電傳動內(nèi)燃機車)和電傳動汽車幾十年的“直流串勵電機”就是這方面的典型代表。
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“恒功率”特性夠好,夠“軟”
開關(guān)磁阻電機是個好方向
這一類電機的機械特性是很軟的,啥意思呢?就是“電機的轉(zhuǎn)速會隨著阻力的大小自動調(diào)節(jié)”。比方說:在平地上跑的電車,如果用的是這一類電機,假設(shè)車速80km/h,遇到上坡時因為阻力變大,車速就會降低(比如說降低到60km/h)。
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因為電機的功率=轉(zhuǎn)速×扭矩,而扭矩=阻力。所以阻力變大了,電機轉(zhuǎn)速就降低了,但電機的扭矩也變大了(為了自動克服阻力)?!@就是電機的“恒功率”特性。這一類電機,如果你讓它空轉(zhuǎn)的話…丫的轉(zhuǎn)速會越來越高,最后轉(zhuǎn)速超越極限…這就是“飛車”。
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“直流串勵電機”雖然天生就適合作為車輛的電機,但這貨效率低,壽命短,體積大,一連串的缺點。這些年很少有企業(yè)用它了?!@時候科學(xué)家們都希望能找到一種電機,機械特性能盡量和“直流串勵電機”一樣的軟,一樣具有“恒功率”特性。
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磁阻電機當(dāng)前的“天花板”
基本都在日本企業(yè)、高校手里
有沒有呢?當(dāng)然有!開關(guān)磁阻電機就是?!沁@和德國人、日本人有啥關(guān)系?就幾年前來說,世界公認的,開關(guān)磁阻電機技術(shù)走在前列的有美國的艾默生公司,和中國的中紡銳力,日本的東京理工大學(xué),還有日本電產(chǎn)(尼得科)公司。
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而目前的情況是這樣的:美國的艾默生公司,和中國的中紡銳力,都已經(jīng)被日本電產(chǎn)(尼得科)收購,成為旗下專業(yè)設(shè)計開發(fā)開關(guān)磁阻電機的部門。所以我們也可以這樣說:當(dāng)前全球最前端的開關(guān)磁阻電機技術(shù),基本都在日本企業(yè)手里了。
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只要他們解決掉開關(guān)磁阻電機的功率密度和震動噪音問題,那么“4輪+4臺電機”的“真正恒時電四驅(qū)”也就會進入到尋常百姓家了。從這個角度來說,日系企業(yè)可能在未來會掌握更大的話語權(quán)和主動權(quán)。從路虎衛(wèi)士EV測試版搭載日本電產(chǎn)(尼得科)的開關(guān)磁阻電機,從捷豹下一代電跑選定日本電產(chǎn)的電機似乎就能看出點端倪。