滑板底盘需要有自己的“大脑”,悠跑通过打造软硬一体的技术底座,来承接不同上车体对于智能化的需求。虽然展现出了我们对于滑板底盘的理解,但听起来多少有点复杂。所以今天,咱们来聊点更接地气的,那就是电动汽车想要跑起来必不可少的部分——电机。
随着电动汽车的蓬勃发展,无论是电机本身的技术,还是电机的布局形式,发展都十分迅速。那么对于滑板底盘而言,哪种电机,又或者说是怎样的电机布局形式会更适合它呢?
其实在前不久的电动汽车百人会上,欧阳明高院士给出了他的答案,那就是轮毂电机。
什么是轮毂电机?
首先向大家解释解释什么是轮毂电机: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。通俗来讲,轮毂电机就是把电机直接装在车轮里,省掉半轴等传动部件。
其实轮毂电机技术也并非是什么新生事物,早在一百多年前,费迪南德·保时捷就制造出了人类历史上首款搭载轮毂电机的电动车。
这辆车虽然外型很像马车,但是车轮有所不同,它的两个前轮上各装有一台轮毂电机,每个轮毂电机都能输出接近3马力的动力,不过由于电池技术受限,这辆车的最高时速仅为14公里/小时,满电续航也仅有50km。
目前轮毂电机驱动系统根据电机的转子型式主要为两种:内转子和外转子。
其中内转子式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。
而外转子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。
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。
轮毂电机的优势
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省略大量传动部件,让车辆结构更简单
对于传统电动汽车而言,大多采用集中驱动的形式,所以变速器、传动轴、差速器乃至分动器都是必不可少的,而这些部件不仅重量不轻,同时让车辆的结构更为复杂,并且会侵占车内空间。
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,底盘上无需再去布置电机,可以获得更好的空间利用,同时也减轻了底盘的重量。
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可实现多种复杂的驱动方式
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,它都可以轻松实现。
同时轮毂电机由于四轮独立不干涉,因此可以通过搭配四轮独立转向,来实现更加多样化的转向模式,例如平行泊车、阿克曼转向、360度原地掉头等,让停车和掉头不再困难。
这么一看,轮毂电机优点多多,而且跟滑板底盘也挺搭的。使用了轮毂电机之后,由于底盘上不用布置电机、减速器或者半轴,能够让滑板底盘更加的平整,进一步提升上车体的空间。
轮毂电机的劣势
听起来是美好的,但现实却是轮毂电机并没有被大规模的应用在乘用车上,主要是因为它有些先天性的缺点还没有被克服。
首先,轮毂电机会大幅增加车轮的簧下质量。我们都知道,很多追求操控亦或是高级质感的车型,常常会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。
而轮毂电机恰好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,这会大幅影响车辆的舒适性和操控性。这就和我们穿的鞋一样,如果鞋子太重,走路肯定不方便,动作反应也会变迟钝。另外轮毂电机较为复杂的结构,对滑板底盘本就紧凑的悬架布置也提出了更大的挑战。
第二,轮毂电机散热困难。由于轮毂电机集成在轮毂内,散热环境差,容易导致电机过热,影响电机寿命。另外车轮摩擦生热加上电机发热,很容易造成轮胎的损坏。
此外,轮毂电机的环境适应性差。轮毂电机因为集成在轮毂中,所以离地间隙相对较低,那么在遇到雨雪、砂石、泥泞路段或者涉水路段的时候,比较容易受到冲击或者破坏,整体维修成本也会更高。
当然,上述的这些缺点也不是不能解决。例如,通过引入新材料、新结构,来降低轮毂电机以及其他非簧载质量的重量;又或者通过改进车辆的减震器和吸振器的性能,改进悬架设计,选用低刚度轮胎来降低车轮的垂向振动,提升轮毂电机行驶时的舒适性。
不过,这些都仅仅是解决方案而已,想要真正实现且量产,还有很长的一段路要走。
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