电动汽车论文，滑铁卢大学研发的即插即用车轮组件如何提高电动汽车的产量？

虽然特斯拉电动汽车等可能引发了大量关注电动汽车论文，但许多电动汽车实际上是专为城市使用而设计的小型车辆，由苦苦挣扎的创业公司制造。通过简化设计和生产流程，新的车轮模块可以帮助提高构建此类车辆的经济可行性。

该组件由加拿大滑铁卢大学的一个团队创建，每个独立单元包括一个带集成电动机的车轮，以及制动、悬架、转向和控制系统（由车辆现有的电池组供电）。

汽车制造商可以简单地将预制的车轮单元固定在汽车车架的角落上，而不必从头开始设计和制造所有这些独立的部件。然后，转向、加速和制动命令将以电子方式从车厢传递，而不是机械地传递。作为这种安排的附带好处，其取消了诸如转向柱之类的部件，车内将有更多的空间用于乘客或货物。

在该技术的当前状态下，每个模块重约40千克（88磅）。而且这些单元针对小型电动汽车采用了主动车轮爬坡系统 - 这意味着当汽车沿着斜坡行驶时，车轮会通过倾斜自动让汽车保持稳定行驶。

“这个想法是模块化和即插即用控制功能，”Amir Khajepour教授说。“从某种意义上说，我们的车轮装置是一辆只有一个车轮的整车。所有缺失的都是车身。”

现在研究团队计划要求扩大系统规模，因此它也可以用于大型公用事业和商用电动车辆。研究人员最近在《汽车工程杂志》上发表了一篇关于该技术的论文。

问题描述可用两个字概括：荒谬电动汽车百年史经历了什么？为什么早期的电动汽车会输给燃油车，动力电池的技术究竟有没有突破。这些问题在电动汽车即将完成“逆袭”的阶段，成为燃油动力汽车阵营的既得利益者意图「螳臂当车」的最后话术。不否认电动汽车在一百多年前就已经出现，而且是比燃油动力汽车更早普及且更容易被接受的车型；那么是什么原因被接受，又因为什么被燃油车取代呢？

第一阶段对于电动汽车热情最高的是「爱迪生＋福特」。最早的汽车并不用电动机也不用内燃机，而是使用笨重的外燃式蒸汽轮机（“汽”车命名由来）；此类车辆的NVH水平是非常糟糕的，因为笨重的蒸汽机在运行中的振动与噪音都非常夸张。后期即使升级为内燃机，其依靠燃烧为基础的原理仍然决定了没有理性的驾乘体验，可以说比马车也没有更高的水平。

「电动机」完全没有内燃机或外燃机的振动！这种机器是依靠电流形成电磁场，以磁极互斥驱动转子运转。而转子是可以悬浮固定的，在运行状态中除了轴承以外没有其他物理接触，机器自然可以安静的运行；同时电动机有“恒扭矩”的优势，电流传输的速度比音速还要快N倍，那么只要电流够大就能让电动机输出内燃机远不及的性能。于是安静且有驾驶乐趣的电动汽车普及了。

（下图车辆前轮凸起部分为小巧的轮毂电机）

第二阶段续航里程是初期的硬伤！爱迪生发明的「镍铁电池」体积能量密度很低，在车辆尺寸受到限制的前提下，普通电动汽车充满一次电只能行驶几十公里。所以电动汽车只是作为早期贵族阶层的短途通勤代步车，长途商用车辆仍然以外燃机车为主。但只要留给爱迪生的时间足够长，在与亨利福特的合作下必然能快速提升电池的能量密度，然而天不遂人愿。

在电动汽车技术储备基础将将稳固的节点，石油开采技术也突飞猛进；两方的竞争多多少少是有些不对等的，比如爱迪生T型电动汽车的相关技术资料被完全损坏，一把火让电动汽车的技术发展出现了“刹车”。随着而来的又是两次世界大战，此时电动汽车尚不能满足战地用车需求，于是燃油动力汽车成为首选项；而战后早期的贵族阶层基本成为过去式，电动汽车技术研发断代几十年且失去了主力消费群体，结果会怎样呢？

第三阶段20世纪是工业飞速发展的100年，从1.0到3.0层级实现了飞跃式的增长，同时也拉动了全球经济的爆发式增长。于是汽车消费成为了普遍现象，汽车保有量也以“10亿计”。超多的汽车必然会极速的消耗石油，在这种能源实现高效发掘利用的百年时间内，结果造成了全球探明储量不足2000亿吨、年均消耗量超57亿吨；同时造成了因尾气排放导致的生态环境严重破坏，这又说明了什么呢？

仅仅百年时间就因燃油动力汽车带来了如此之多的问题，而且石油作为不可再生的常规能源也撑不了多少年了。那么是不是可以说上世纪20年代的少数西方国家为全人类“挖了个大坑”，对于其他非产油国或汽车保有量大国而言，面对石油枯竭后会如何呢？——结果是可想而知的，想要不受制于人就必须寻找替代能源；而已目前的技术水平为参考，唯一的可再生能源就是利用“风、光、水、热”等能量制造电能，于是电动汽车再次走进人们的视野。

技术突破镍铁电池已经是过去式，NCM/LFP过渡结束NCM镍钴锰三元锂电池系统能量密度可达到160Wh/kg，倍数级的提升可以说已经解决了「续航里程」的障碍。目前仍旧存在的问题只是因为NCM的制造成本太高，无法让低价车实现超长续航从而造成了主流消费者的排斥；所以解决成本问题即可突破所有障碍，于是LFP出现走到第一阵营。

LFP磷酸铁锂电池的能量密度可以与NCM相当，在保证极其安全（短路/炉温/过程不起火）的前提下，其体积能量密度可以高于NCM。同时此类电池有超百万公里SOC≥80%的使用寿命，似乎对于用户而言没有任何选择障碍了！——重点：LFP的电池制造成本可以非常低，优秀的NCM会达到1500元一度容量左右，而LFP可以低至200~300元一度；实现500公里标准续航的电池组按照80kwh计算，整组的成本的也不过2万元上下，这一切都出现在2020年。

总结：电动汽车目前具备替代燃油动力汽车的实力，而缺少的是某一家车企跳出来打破现有行业格局，说白了就是差临门一脚去拉低电动汽车的整体价格结构，因为谁做这件事都会成为众矢之的。然而如果宏观层面有刚需的话，相信燃油动力汽车的禁售不用等待2025年，电动汽车将会以现有燃油车的价格结构倾斜天平。

编辑：天和Auto

内容：共享天和MCN头条号

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