『湯叔解惑』長(zhǎng)得太像燃油車？它的量產(chǎn)會(huì)使電動(dòng)車發(fā)生顛覆性革新

上一期專欄為大家介紹了保時(shí)捷Taycan的兩檔變速箱。并且拋出了一個(gè)觀點(diǎn)：雖然特斯拉的電動(dòng)車產(chǎn)品在全球這么火熱，但并不代表特斯拉的技術(shù)是最先進(jìn)的，充其量只能說其理念是非常先進(jìn)的。

因?yàn)闋砍兜阶兯傧湎嚓P(guān)的核心技術(shù)特斯拉無法突破，所以選擇了退而求其次的單級(jí)減速器的方案。而具備變速箱開發(fā)能力的保時(shí)捷，在Taycan上通過兩檔變速箱的使用，明顯提升了各個(gè)速度范圍段的加速性能，并且續(xù)航里程不降反升。

雖然目前市面上能夠看到的純電動(dòng)車采用的都是電驅(qū)動(dòng)橋布置方案（電機(jī)把動(dòng)力傳遞給差速器，然后分成左右半軸后傳遞到車輪），但并不代表輪轂電機(jī)技術(shù)不夠先進(jìn)，而是目前絕大多數(shù)主機(jī)廠包括供應(yīng)商并不掌握輪轂電機(jī)的核心技術(shù)。那么輪轂電機(jī)到底有哪些性能優(yōu)勢(shì)？它將如何顛覆傳統(tǒng)燃油或電驅(qū)動(dòng)的技術(shù)架構(gòu)？本期來為大家解讀。

輪轂電機(jī)可以提高續(xù)航里程

我在之前的一篇專欄《續(xù)航里程提升神器，輪轂電機(jī)離我們?cè)絹碓浇?/a>中，為大家介紹過輪轂電機(jī)對(duì)于續(xù)航里程的性能提升。這里就不重復(fù)了，總而言之，輪轂電機(jī)由于不需要任何傳動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子輸出的扭矩直接作用于車輪，所以省去了中間環(huán)節(jié)的能量損耗，并且對(duì)于新勢(shì)力們可以完全擺脫變速箱、差速器、傳動(dòng)軸等傳動(dòng)部件的研發(fā)。

而目前制約輪轂電機(jī)大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)要素，就是永磁電機(jī)的永磁體會(huì)存在高溫消磁的現(xiàn)象。由于輪轂電機(jī)距離剎車太近，會(huì)導(dǎo)致溫度過高，如果解決不了散熱問題，則很難量產(chǎn)永磁輪轂電機(jī)。

▲隨著電機(jī)性能的不斷提升，輪轂電機(jī)的量產(chǎn)指日可待。

 

取消了傳動(dòng)部件，布置更柔性化

特斯拉和目前市售的一系列純電動(dòng)車還在堅(jiān)持使用減速器、差速器、半軸的驅(qū)動(dòng)橋布置方式，并不是因?yàn)檫@種方式性能好，而是目前輪轂電機(jī)沒有突破，只能不得已而為之。雖然電機(jī)的尺寸已經(jīng)較傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)小了很多，但對(duì)于空間有限的車身來說，電機(jī)和電控系統(tǒng)仍然是一個(gè)很占地方的東西。

▲特斯拉的電驅(qū)動(dòng)橋占據(jù)了車身很多空間，而且電機(jī)有多大，電控系統(tǒng)基本與之差不多大。

再加上單級(jí)減速器總成以及差速器和傳動(dòng)半軸，幾乎要占據(jù)后橋的所有空間。這與我們想象的未來方盒子狀的無人駕駛電動(dòng)車大相徑庭。這也是為什么EV大行其道的今天，我們從外觀上卻看不出來它跟燃油車有什么差異。

這里面雖然有碰撞安全法規(guī)方面的要求，但是最主要的還是因?yàn)殡婒?qū)動(dòng)橋的存在，讓電動(dòng)車無法擺脫傳統(tǒng)燃油車的底盤布置方式。如果實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)的布置，把電動(dòng)機(jī)、電控系統(tǒng)以及減速器都集成在輪轂當(dāng)中，就可以獲得一個(gè)全平的底盤平臺(tái)。底部均勻的布滿電池，而電池和車橋之上全部都可以用來設(shè)計(jì)成成員空間或者儲(chǔ)物空間。

▲通過對(duì)單個(gè)車輪的獨(dú)立轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)360度無死角平移，從此停車入庫(kù)將會(huì)無比簡(jiǎn)單。

轉(zhuǎn)矩矢量對(duì)整車性能有顛覆提升

當(dāng)每個(gè)車輪變成了一個(gè)可獨(dú)立控制的動(dòng)力單元，并且實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩適量之后，整車的動(dòng)態(tài)操穩(wěn)性能可以得到一個(gè)顛覆性的提升。我們知道傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋模式驅(qū)動(dòng)的車輛，受制于差速器的動(dòng)力分配特性，在轉(zhuǎn)彎時(shí)動(dòng)力會(huì)優(yōu)先分配給阻力較小一側(cè)的車輪，這就會(huì)導(dǎo)致在轉(zhuǎn)彎過程中，抓地力更好的車輪得不到足夠大的動(dòng)力。

由此，誕生了類似于本田SH-AWD這樣的可以左右分配扭矩的主動(dòng)式差速器，通過一套成本極高的多片離合器和復(fù)雜的控制器來實(shí)現(xiàn)左右車輪之間的動(dòng)力分配。即便這樣其響應(yīng)速度仍然是制約性能發(fā)揮的主要瓶頸，并且這種復(fù)雜的差速器系統(tǒng)也會(huì)導(dǎo)致能耗升高，傳動(dòng)效率降低，對(duì)于電動(dòng)車來說這是得不償失的，會(huì)極大的損耗續(xù)航里程。

所以傳統(tǒng)電驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車，只能通過簡(jiǎn)單的對(duì)單側(cè)車輪的制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)左右車輪的扭矩分配。而輪轂電機(jī)，則有天生的扭矩矢量控制功能，可以精準(zhǔn)的基于每個(gè)車輪的抓地力提供扭矩，把每個(gè)車輪的性能發(fā)揮到極致。

如上圖，通過扭矩矢量控制可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的操穩(wěn)性能。即便是擁有超長(zhǎng)車身軸距的車輛也能獲得小車般的靈動(dòng)，能夠極大的提高機(jī)動(dòng)性，操控性和主動(dòng)安全性。

除此之外，當(dāng)每個(gè)車輪可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的扭矩矢量控制之后，還能實(shí)現(xiàn)單側(cè)車輪驅(qū)動(dòng)或者通過給單側(cè)車輪提供額外扭矩，實(shí)現(xiàn)更加靈敏的轉(zhuǎn)向性能。甚至可以像坦克原地掉頭那樣，通過單側(cè)車輪的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，讓車輛實(shí)現(xiàn)極小的轉(zhuǎn)彎半徑。當(dāng)車輛在彎道產(chǎn)生轉(zhuǎn)向不足或者轉(zhuǎn)向過度時(shí)，通過對(duì)單側(cè)車輪的扭矩矢量控制可以靈活的把車輛運(yùn)行軌跡修正到正常循跡范圍內(nèi)。

采用輪轂電機(jī)后，減重效果明顯

從直觀感覺上，如果去掉了電驅(qū)橋必須要的減速器、差速器、傳動(dòng)半軸，改為直驅(qū)的輪轂電機(jī)的話，重量肯定時(shí)是會(huì)減輕的，那么到底能夠減輕多少重量呢？我們經(jīng)過簡(jiǎn)單測(cè)算，在其它性能相同的情況下，傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋和輪轂電機(jī)的重量對(duì)比如下圖：

如上圖：采用電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)需要103kg重量，而采用性能相同的輪轂電機(jī)系統(tǒng)，重量可以降到72kg。足足能夠減重31kg，如果是四輪驅(qū)動(dòng)，算上前驅(qū)動(dòng)橋的減重，效果非?？捎^。

結(jié)論

更小的體積，更輕的重量，更低的能耗讓采用輪轂電機(jī)的車輛可以重新設(shè)計(jì)整車的外觀和空間布局。扭矩的矢量控制可以讓車輛獲得無與倫比的操控性、靈活性和安全性。這將徹底改變汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，改變汽車外形和內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)。

如果覺得現(xiàn)在看到電動(dòng)車還是長(zhǎng)得太像汽油車的話，相信不久的將來，隨著輪轂電機(jī)的量產(chǎn)，汽車的形態(tài)和性能都會(huì)產(chǎn)生顛覆性的革新，這個(gè)革新不亞于從馬車到汽車的革新，或許這才是電動(dòng)汽車該有的樣子。