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本期微讲座内容： 新能源汽车作为我国战略产业通过全行业的努力，在产业技术运营等全方位和国际接轨，可持续发展。轮毂电机作为未来的分布式驱动技术路径已经得到行业的广泛关注和认可，并且已经进入产业化发展。 1、新能源车用电机基本分类 2、新能源驱动系统分类 3、轮毂电机的应用和实例 4、轮毂电机的优势 5、轮毂电机的技术挑战 6、轮毂电机的应用挑战 7、轮毂电机的产业化发展 徐东： 前Protean公司中国区高管，现任泰特机电/e-Traction公司高级顾问，成功的将未来分布式驱动技术的核心---轮毂电机产品解决方案引入在中国市场，并在新能源汽车市场广泛推广应用。他在国内的新能源电机及动力系统领域有近十年从业经验，并曾任上海大郡的第一代高管团队，对产业市场发展有丰富的实践经验和独到的洞察。 以下是本次微讲座的演讲部分的速记全文： 徐东：各位群友，新老朋友，各位专家，各位同仁晚上好！感谢创新港提供这样一个平台，通过微课讲座的形式，为我们大家提供了一个沟通交流互相学习的机会。我发现今天的课题受到了大家广泛的关注，也说明当前我们轮毂电机确实是行业的一大热点；我本人也是非常荣幸受到本次邀请，今天晚上也在这里利用各位的业余时间，作为行业的一员老兵，尽可能站在客观、公正的立场上向大家简单的介绍并探讨一下未来汽车驱动技术，轮毂电机的产品、技术、应用和产业化发展。 在和大家讨论轮毂电机之前，首先需要先和大家简单介绍一下新能源汽车用的车用电机技术。据相关的产业统计报告，我国的电机产量占了全球总产量的80%-90%，可以这样说，我国电机制造和技术拥有非常好的产业基础。那么作为新能源汽车电机，它是一个国家战略产业的核心零部件，从“十一五”科技部主导的技术发展到今天，我们可以看到，永磁同步电机技术已经成为了新能源车用电机的主流技术。大家可以看一下这张PPT比对一下不同技术的比较优势，时间很有限，这里我就不给大家一一念图片上的内容了。我们可以得出这样的结论，基本上可以说永磁同步技术是轮毂电机应用的一个主流技术。 要聊轮毂电机，首先大家还需要对驱动系统的分类有一个大致的了解。我们车上的驱动系统是分为两类技术：一类是沿袭汽车产业近百年发展到今天集中式驱动系统。通过一套复杂且精细的传动系统，包括离合器、变速器、传动轴、差速器、分动器等形成完整的驱动系统提供动力。。现在我们市面上看到的大多数的，不管是传统车还是新能源车，采用的都是集中式驱动的方式。 另外一类技术就是我们现在发展的分布式驱动技术。分布式驱动技术主要分为轮内驱动和轮边驱动这两种方式。通常我们把轮内驱动的电机成为轮毂电机，其中包含轮毂直驱另一种是采用轮内电机 减速机构的这样一个结构。轮边驱动也是分布式驱动的一种，简单来讲它就是在轮端上通过一个电机 减速机，通常是通过行星齿轮减速来实现分布式驱动的。分布式驱动实际上现在也有非常多的行业内企业在发展相关技术。在PPT上大家可以看到一些相对来说比较典型的公司。从技术路线上来说，轮毂轮边驱动主要是采取PHEV和纯电动来实现应用的。这也正好切合了我国新能源汽车发展的整体导向。 接下来我们来聊聊轮毂电机本身。古人云“太阳底下，从来没有新鲜事”，我查了一下这是出自《圣经·旧约》的。非常有意思的是，最早的轮毂电机概念是由保时捷先生在1900年前后设计的。大家也可以从新闻照片上看到。那么一直到我们现在这一次，也就是第四次电动车浪潮出现，随着技术的不断进步、发展、创新，轮毂电机才开始真正的进入到车型开发当中。 从产业应用来说，大家也不要认为轮毂电机是多神秘的东西，它也并非是一个全新的概念，实际上在我们的生活当中，大家细心可以观察一下，路上的电摩或者送快递的电动三轮车，它安装的，从技术形态上来说都标准的轮毂电机。原因也很简单，因为它没有地方装，这是结构封装方式的问题。只不过我经常引用一个比方，正所谓麻雀也是鸟，孔雀也是鸟。今天我们交流的轮毂电机是以汽车产业为基础的。 我不知道大家留意过没有，我们身边很多的高科技，所谓的“黑科技”技术上都是从航天军工这样的一些高端的特种应用领域，慢慢地过渡发展到我们现在的民用领域的。轮毂电机也是如此，而且是先从商用车上开始推广，过渡发展到大规模的乘用车市场应用。 单纯从技术角度来说，关于车辆技术发展的未来博世公司的CEO总结过，未来的两大趋势一个是电气化，一个是智能化。它的发展方向和趋势呢，实际上整个行业来说都是非常明确的，我个人也是非常赞同这一点的。单从驱动系统来看，作为一个移动的交通工具，动力理想上当然应该是来自于轮端的，也就是说从需要的地方直接提供动力，想想都是很激动的一件事。 我的这张PPT截取了一些网上的图片:左上角是去年热映的《火星救援》的火星车，NASA拿它来打广告，实际上航天太空车一般来说是要极高可靠性、高机动性的技术要求，必然使用分布式驱动的轮毂电机技术；左中是一个军事应用；右上是工程机械领域的，很有意思，它是一个没有驾驶舱的结构，无人驾驶的，轮边分布式驱动的矿山特种车；左下角是一个真实图片，是在欧洲城市路线上跑的装有轮毂电机系统的公交车；下中这张图片的车，最早在2010年上海世博会通用汽车未来馆亮相，这辆车的实车现在上海交大闵行校园。我不知道群里有没有交大学子，可以去体验一下，有点像轮式机器人，它用的也是轮毂或者说轮边驱动方式；右下图是未来设计的汽车概念，此类图片在网上非常多，大家有兴趣可以找一下，基本上都是用的轮毂轮边，代表未来的分布式驱动发展趋势。 这张PPT给大家分享的内容是在商用车领域，新能源城市城市公交的电驱动系统，升级为分布式驱动系统已经成为了一个不可逆的趋势。从图片上可以看到，目前我担任顾问的这家企业e-Traction，也就是泰特机电的子公司，其第三代轮毂电机直驱电驱动总成在欧洲已经投入商用，并且在超过十条欧洲城市的公交线上投放了日常运营。换而言之，轮毂电机不仅仅是一个概念，它实际上是投放量产运营的产品。大家有兴趣的话，也可以了解关于我们的股东方，天津天海同步集团并购e-Traction的相关新闻，我在图片上也提供了一个链接。泰特机电的上海研发中心所在地，也是在上海国际赛车城创新港当中。 同时在国内有非常多的企业，领头的是比亚迪，他们自主研发的K9纯电动汽车采用轮边桥的技术，也成功量产并且运营在国内多个城市的道路上。此外，包括宇通、南车等国内主流的客车厂商都在发展各自的轮边驱动方案，并预计最快会在明年就会投放市场。 我们再看看轻型商用车和乘用车方面的情况。目前轮毂直驱技术，已经成为国内各大主机厂商，尤其是方兴未艾的互联网汽车所关注的一个重点技术。在轻型商用车，包括现在比较热门的物流车领域，轮边驱动系统即将实现商用。在这张PPT上大家可以看到，早在2011年的时候Protean在英国就改装过基于Vauxhall Vivaro轻型商用车作为物流车应用，集成了两台轮毂电机做了一个插电式混合动力的改装。中间的图片是2013年4月份的时候，Schaffler公司在比利时车展上展出的他们和福特Fiesta做的一个纯电动示范样车。同年丰田公司在巴黎车展上，将他们自行开发的Toyota ME WE这款车型，，这里请允许我引用他们的工程师的话：“将电力动力驱动从车前厢移到轮端，一直是汽车制造商梦寐以求的，利用纯电动及混合动力制式上非常理想的技术。” 这里插个图片，算是个彩蛋，这是前两天我在微信朋友圈面看到的，在我们国家的某地路面上开的一辆实车，大家看看这辆车，实际上你仔细观察它的后轮，是经过一些改制的。 简而言之，轮毂电机的技术，实际上对我们现有的传统汽车传动系统是一种颠覆式的创新。未来的趋势是今天汽车工程师所熟悉的变速箱、传动轴、减速器等等都有可能会发生改变，可能就不需要了，因为轮毂电机可以最大化的简化驱动总成的结构布置，从而提高整车的效率。无论从工程到我们的制造，到供应体系，实际上轮毂电机这项技术都带来了深刻的产业变革。有的人不是特别喜欢用“颠覆”这两个字来形容，可能确实是言重了，技术发展是迭代的，是渐进的。但不管怎么说这是一种突破的，面向未来的创新技术。 轮毂电机的应用优势要结合客户的价值来说，很多人都问我说轮毂电机到底有什么好处，说三点，简而言之就是效率高，对于驾驶动态特性的提升以及整车设计自由度的解放。比如说喜欢玩车的人，我们说一般车是四驱，轮毂电机或者是分布式驱动做的车，才是真正的四驱。当然了除此之外，对我们技术设计，模块化、一体化，包括我们整个制造、项目开发的成本都有非常多的优势。
当然轮毂电机的技术存在非常多的挑战。目前轮毂电机领域技术领先的企业，也就是我的老东家Protean公司，我在之前的一些公开演讲中也提到过，大家也可以看一下PPT，这里在一些关键的技术地方，比如说轮毂轴承、制动技术、功能安全性、产品可靠性和稳定性、产品的密封、簧下质量方面都有相关的核心技术。 同时由于轮毂电机的技术比较新，因此在这个领域全球范围内还没有形成针对这项技术现有的测试标准或者规范。这部分的测试规范根据轮毂电机所独有的技术特性，并结合整车的应用环境来进行设计。比方说我们针对整车的动力总成系统、悬挂、制动系统、电力电子、整车高压以及轮毂的应用规范来说，在不同领域都有很独特或者是根据整车应用的条件设定的一些标准。 在这一页PPT上我又放了一个链接，大家可以找一找，看一看，我前几天还看过，这个视频还在。大家可以通过这个视频来了解一下轮毂电机目前世界上比较先进水平的实际测试情况。
2014年，当时在纽交所敲钟上市的阿里巴巴总裁马云先生曾经说过这么一句话“没有一种现有的办法可以解决未来的问题”。我觉得这个值得大家思考，对于未来的技术发展，我们应该要有拥抱变革，与时俱进的态度。 说到这里大家大概会提出一个疑问，轮毂电机要是真的像你说的这么好，那么现在哪家主机厂量产了？也有人会问特斯拉怎么不用呢？
这张图片大家可以参考一下。据我了解，特斯拉已经投入研发轮毂电机项目有一段时间了。当然这个纯属小道消息，具体细节你们可以问马斯克，我这里不可以瞎说，要不然引起股价波动就不好了。玩笑归玩笑，实际上轮毂电机作为一项革命性的技术革新，面临着非常多的挑战。我想我们应该敢于正视并且有信心一起来应对这些挑战。 这张PPT上罗列了一些要点。也不念了，这里和大家分享一下是我本人从2013年在国内开始推广轮毂电机，和行业里面很多的同行同仁在交流当中所遇到的一些主要的问题和挑战。时间的关系我不深入分析，只是就大家共同关心的点稍微谈谈我个人的看法。 首先是关于簧下质量的问题，这个是轮毂电机一个固有的物理特性所决定的一个局限性。它对于乘用车的NVH来说，确实存在一定的影响。不过前些年Protean公司和第三方的莲花工程和英国的一些大学做了一个独立研究，证明了簧下质量的增加，对整车操控性能存在影响，但该影响可以通过调校整车悬挂系统，达到和原车差不多的性能表现，而在商用车领域，由于行使特性和路况，这个影响可以说是微乎其微的。 第二个我经常被问及的问题是在整车控制和安全风险方面。这里我就必须提一下e-Traction即泰特公司：我们在整车控制层面，针对电子差速技术及其安全策略积累了非常多的经验和技术。可以和大家稍微透露的是，我们很快，希望在明年上半年首台装配了轮毂电机驱动系统的城市公交客车在国内面市。有机会邀请各位试乘，实际体验一下这项先进技术对用户体验的独特优势。 第三个问题就是关于成本，实事求是的说，目前整个轮毂电机的产业链还不是非常完善，并且还不具有一个经济的规模效应。下一页的介绍当中，大家会看到行业几个主要领导者都在中国启动了本土产业化的发展项目，尽量利用中国的供应链和生产力来优化，迅速降低成本。同时我们不应该忘记前面提到这项技术对于用户的价值，包括整车能耗效率的提升，轻量化，或者我们采用TCO（全生命拥有周期整体成本分析）模型来分析的话，这项技术在实现产业化之后的成本完全可以做到市场可以接受的水平。 本文为头条号作者发布，不代表今日头条立场。 |
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