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轮边电机技术市场发展前景分析

发布时间:2019-02-20
2017年2月,国家发改委会同科技部、工信部、财政部等有关部门组织编制并发布了《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016版)》(简称:《目录》)。其中,涉及新能源汽车重点培育的产品中,轮边电机赫然在列。
近年来,轮边电机驱动技术被业界普遍看好,多家客车企业纷纷积蓄力量,开发出了多款轮边电机驱动产品。然而,从目前发展状况来看却并不乐观。这不禁让记者产生疑问,轮边驱动技术究竟为何迟迟没有推开?新能源客车未来驱动形式的格局又将如何转变?效率高、符合现实需求的驱动技术
据《中国汽车报》记者了解,目前纯电动客车动力系统方案主要分为集中式驱动与分布式驱动两大类。“分布式驱动主要分为轮边电机加减速器与轮毂电机两种。”东南汽车新能源技术室主任王孝全介绍说,由于驱动效率高、技术先进,分布式驱动技术成为行业的一个重要发展趋势。
轮边电机技术市场发展前景分析
“不过,由于轮毂电机没有悬置系统,所有的路面冲击都集中到轮胎上,所以震动问题比较突出;另外,直接放置于轮毂的电机如何实现冷却也是一项比较难解的问题。”
王孝全总结道,由于轮毂电机技术上的瓶颈暂时无法突破,目前各大企业纷纷选择轮边驱动方案。
上海富田电气技术有限公司主任工程师蒋涛在接受《中国汽车报》记者采访时也表达了同样的观点。他指出,虽然轮边驱动和轮毂驱动技术比较接近,但是轮毂电机存在散热、结构密封性等问题,因此我们会选择轮边驱动这样一种过渡的驱动形式。另外,蒋涛表示,与轮毂驱动相比,轮边驱动还可以通过一级减速增扭的方式,降低系统的成本。
据了解,随着我国电动客车轻量化需求不断提升,同时面对公交车的低地板设计需求,分布式驱动系统越发被业内所重视。“采用轮边电机的布局形式,使客车的‘后牙包’不见了,其独立悬架还使得公交车实现宽通道。”比亚迪商用车销售事业部公关总监肖海平表示,传统的集中式驱动系统使大巴的后排座椅很高,内部空间使用率低,而轮边驱动技术则非常适合公交车低地板的要求。另外,轮边电机驱动是一种高性能的驱动方式,比传统的中央驱动效率要高,同时在路况复杂和坡度较高的地方,优势更能体现出来。技术难点在于控制
“轮边电机是电机装在车轮边上单独驱动该车轮,两侧分别是一台电机+减速器,取消了主减速器和差速器,综合电耗比较好。”蒋涛指出,轮边电机驱动系统便于实现电子差速与转矩协调控制,可回收制动能量,具有能量利用率高的独特优势。
诚然,轮边驱动虽然优势突出,但是其存在的技术难题也不容忽视。
“目前轮边驱动系统主要问题集中在电机的控制上,哪台电机需要工作,在什么样的工况下工作,这需要很长的时间来研究。”
吉利汽车动力总成研究院副院长赵福成介绍说,车辆转弯时两侧车轮转动的速度不一致,分布式驱动取消差速器之后,需要电子差速控制器来完成转弯,然而目前国内这项技术还达不到使用要求。
“轮边驱动系统的驱动精细程度很高,甚至能够精确到多少转矩和扭力,但是越精细控制起来就会越复杂。”
北汽福田汽车股份有限公司电驱动系统设计负责人王海龙进一步向《中国汽车报》记者解释,在车辆行驶过程中,其核心零部件VMS(整车控制器)的计算量非常大,每增加一台电机或者一个节点,VMS的数据处理量就会成倍增加。
据记者调查,目前仍没有一个理想的方案完美解决轮边驱动的差速问题,尤其在高速转弯与路面颠簸上的差速控制。另外,由于轮边电机非簧载质量高,影响舒适性,因此目前只有部分客车企业采用轮边驱动技术。
记者通过查阅相关资料了解到,采埃孚是国际上首家生产电驱动车桥的轮边电机企业,该公司的轮边驱动技术最早用于沃尔沃商用车。在我国,比亚迪、长江客车(五龙公司)的轮边电机客车在2014年相继问世。同时,中植客车等国内大型客车企业生产的独立悬架轮边电机产品也开始进入公告目录。可以说,2014年是我国轮边电机客车市场化的元年。
“分布式驱动技术是近些年比较热的技术,一些企业一直在研究分布式驱动。”王海龙表示,轮边驱动系统与中央驱动系统相比较,驱动力更集中,也会更精细化,因此在客车行业里受到较高的关注。
据肖海平介绍,比亚迪作为国内首家推出轮边驱动桥的车企,迄今为止搭载轮边电机的比亚迪K9客车已经有数千辆公交车投入运行。然而,从轮边电机驱动客车的市场运行情况来看,除了比亚迪一枝独秀之外,其他企业似乎并无太大起色。那么,轮边电机客车走向市场的过程中,究竟有哪些问题成为掣肘因素?
“分布式驱动技术市场化进程缓慢,其主要原因就是价格贵。”
赵福成直接指出问题的关键,在他看来,轮边电机以及配套电池造价高,是轮边驱动客车成本居高不下的原因之一。对此蒋涛也表示赞同,“如果是集中式驱动,那么只要一台电机就足够,而分布式驱动则需要两套以上的驱动系统和电机,成本增加是显而易见的。”
“事实上,主要是量产规模的问题,产品数量不具有规模性,那么成本自然居高不下。”王孝全也直指轮边驱动电机客车的成本问题,“虽然燃油动力总成系统的零部件比电机的部件数量多,但是价格却更便宜,关键是其量产规模大,致使平均成本降低。
“从另一个角度来说,大家为了抓住新能源客车的政策红利,就会选择相对容易实现的集中式驱动方案,因而忽视更为先进的轮边驱动乃至轮毂电机驱动方案。”
王孝全指出。对此,行业人士也分析到,在新能源客车补贴退坡的大背景下,车企既要兼顾车辆使用下的多项关键性指标,又要考虑成本压力,因此纷纷采用更为成熟的集中式驱动方案来参与市场竞争。
“一个行业总要有先吃螃蟹的人,这个市场规模一旦形成,成本问题也会迎刃而解。”
在蒋涛看来,虽然比亚迪似乎只是轮边驱动方案取得成功的个案,但是并不能否认该技术的美好前景。
采访手记与其说是颠覆不如说是补充
分布式轮边驱动是纯电客车领域内比较先进的技术方案之一,初入市场之时就引起极大的关注。该系统取消变速器、传动轴、差速器等重要零部件,以更为直接的驱动理念,打开了新能源汽车另一扇“驱动之门”。
那么,这样一项先进的技术,将会是对传统集中式驱动技术的一种颠覆吗?记者采访数位业内人士,答案却是出奇一致地否定。为何?
蒋涛认为,分布式轮边驱动技术虽然先进,但是谈及颠覆还为时尚早,只有可靠性得到验证之后,才有进一步讨论的可能。王孝全则认为,不同的驱动方案有各自存在的优势,也能满足各自不同的需求,“正如现在大部分年轻人都使用智能手机,但是老年人还是要使用老年手机一样,分布式驱动方案更应该是传统集中式驱动方案的补充与完善。”
因此,颠覆言过其实,并驾齐驱或许才是未来走向。首先,分布式轮边驱动技术还并没有尽善尽美;其次,未来市场选择也是多元的,比如高端运动款的新能源汽车以及客车支持分布式驱动,但是对于普通的车辆,或许根本不需要配置如此先进的分布式驱动系统。所以,分布式轮边驱动技术与其说是颠覆,不如说是有效的补充。

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