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在汽车电动化时代,德国竟要被日本超越?你还迷信德国底盘么

 大虎悠 2022-02-25

传统汽车根据驱动方式的不同,可分为前驱、后驱、四驱(三大类)。常规情况下,普通家用车采用前驱为主,而豪华车才会和后驱“挂上钩”。至于四驱多年来,除了比如奥迪“quarro”这样的“少数派”在用之外,一直都是越野车的专属。

然而自从2014年全球进入电动化爆发期之后,如今普通车用后驱,甚至四驱一点都不会让人感到丝毫的不可思议。导致这一切发生改变的原因当然就是——电机。电机放在后面就是后驱,放在前面就是前驱,前后双电机就是四驱……

4轮4电机必然是未来底盘方向

然而不知道大家是否想过这样一个问题:既然一台车有4个轮子,为啥不干脆用4台电机来驱动呢?——因为目前最先进的电动汽车,仅仅只是是前后双电机而已!也就是说他们是离不开传统汽车的关键部件——差速器的!包括今年跑达喀尔的奥迪混动赛车也是如此。

我们知道,未来汽车的发展方向,不管是纯电动,还是氢能源,或者是找到其他什么绿色替代燃料…终归都是要走“电传动”路线,淘汰变速箱的(无非是电力从何而来的区别罢了)。——而电传动的终极形式,就是“4个轮子+4台电机”。

德国和日本,谁在未来汽车

底盘技术上,更有主动权?

于是就产生一个新的问题:难道国内外到现在都搞不定“4个轮子+4台电机”的底盘方案么?至少目前来看德国人没搞定(看看奥迪最新的达喀尔赛车就明白了)。那么,日本人是否有本事,有能力搞得定“4个轮子+4台电机”的底盘方案呢?

这是一个全新的课题!下面笔者就抛出自己的解读和分析,以供大家探讨。首先让我们看看德国人在“4个轮子+4台电机”的底盘方案上,遇到了什么困难。——答案是:电子差速太难调教了!

德系偏爱同步电机,效率高

但却给自己埋下了“高难度题”

电子差速是什么?很简单,想一下,汽车转弯的时候,是哪一侧的轮子转动的更快?——答案是“外侧车轮转的更快”!比方说左转弯时,右侧车轮转速就需要比左侧车轮更快!要不然转弯就没办转了(开动脑筋想想这是为啥)!

在传统汽车上,汽车转弯时,赋予内外侧车轮转速不同功能的部件就叫做——差速器。但是在“4个轮子+4台电机”的底盘方案上,是不存在差速器的!——车辆一旦需要转弯,4个轮子就会有4种快慢不同的转速!——而这全都要电机精确控制转速才行!

不好意思,控制软件太难写了!起码目前德国人搞不定!如果您要问我理由,很简单啊!德国目前在做的电车项目,电机类型清一色都是同步电机!无论是永磁同步还是磁阻同步!而同步电机的特性天生就是“频率跟随特性”。

想要电机有“自适应”能力?

电机特性够“软”才行!

简单来说就是:控制器给出多少频率,电机就转多快!转速是精确受到控制的(所以才叫做“同步”)。——如果我们换个思路,对电机的转速不再主动控制,而是让电机自己来决定“该转多快”,岂不妙哉?!

但问题是“同步电机”你就别指望能这么玩耍了!这时候你需要找一台机械特性非常软的电机才行!——统治了铁路(电力机车、电传动内燃机车)和电传动汽车几十年的“直流串励电机”就是这方面的典型代表。

“恒功率”特性够好,够“软”

开关磁阻电机是个好方向

这一类电机的机械特性是很软的,啥意思呢?就是“电机的转速会随着阻力的大小自动调节”。比方说:在平地上跑的电车,如果用的是这一类电机,假设车速80km/h,遇到上坡时因为阻力变大,车速就会降低(比如说降低到60km/h)。

因为电机的功率=转速×扭矩,而扭矩=阻力。所以阻力变大了,电机转速就降低了,但电机的扭矩也变大了(为了自动克服阻力)。——这就是电机的“恒功率”特性。这一类电机,如果你让它空转的话…丫的转速会越来越高,最后转速超越极限…这就是“飞车”。

“直流串励电机”虽然天生就适合作为车辆的电机,但这货效率低,寿命短,体积大,一连串的缺点。这些年很少有企业用它了。——这时候科学家们都希望能找到一种电机,机械特性能尽量和“直流串励电机”一样的软,一样具有“恒功率”特性。

磁阻电机当前的“天花板”

基本都在日本企业、高校手里

有没有呢?当然有!开关磁阻电机就是。——那这和德国人、日本人有啥关系?就几年前来说,世界公认的,开关磁阻电机技术走在前列的有美国的艾默生公司,和中国的中纺锐力,日本的东京理工大学,还有日本电产(尼得科)公司。

而目前的情况是这样的:美国的艾默生公司,和中国的中纺锐力,都已经被日本电产(尼得科)收购,成为旗下专业设计开发开关磁阻电机的部门。所以我们也可以这样说:当前全球最前端的开关磁阻电机技术,基本都在日本企业手里了。

只要他们解决掉开关磁阻电机的功率密度和震动噪音问题,那么“4轮+4台电机”的“真正恒时电四驱”也就会进入到寻常百姓家了。从这个角度来说,日系企业可能在未来会掌握更大的话语权和主动权。从路虎卫士EV测试版搭载日本电产(尼得科)的开关磁阻电机,从捷豹下一代电跑选定日本电产的电机似乎就能看出点端倪。

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