轮毂电机驱动电动汽车,电动汽车为何需要减速机,而不是用电机直接驱动车轮

这些答案里都没有说对最关键的地方~~~四轮两个轮毂轮毂电机驱动电动汽车,或者4轮轮毂电机最大的难点是如何解决拐弯差速问题

即便两个驱动轮,面临最大的问题是也是两个轮子的差速问题,这在普通汽车上也同样面临

差速是车辆转弯的时候,内圈的轮子转速要小于外圈轮子的转速,转速的差就叫差速,如果两个轮子速度一致,车辆很难转弯甚至翻车,这在具有四轮驱动的并带有差速器锁的车辆上特别明显,如果在干燥地面上挂上差速器锁,车辆就很难拐弯而且容易翻车

普通汽车是靠差速器来完美解决动力输出和差速问题,大家可以自行百度一下什么叫差速器,这是很伟大的发明,如果没有差速器这玩意,四轮汽车很难出现,只能出现一个驱动轮的倒三轮,或者是只有一个轮有驱动力的正三轮,顶多出现一个驱动轮的四轮汽车

差速器对行驶安全极其重要,但是其构造和原理非常简单,是通过物理方式让两个轮子自动调节所需要的转速差

如果四轮汽车想要2个轮毂电机直接驱动,那两个轮毂的差速解决方便只能也必须通过软件才能解决,而软件的复杂度就大的难以想象

首先,你能全部模拟测算出任何路况,任何天气,任何附着力,任何地面摩擦,任何颠簸的转速差吗?这就不太可能

第二,用电子控制转速差必须要利用到大量的检测单元和设备去时时检测各轮子的速差再加以控制,其风险就是当检测设备失效时就会出现轻则车辆无法行驶,重则车毁人亡的悲剧,而我们现在使用的差速器是用物理的方式可靠安全的提供这个保障,以至于绝大多数人都不知道这个对车辆行驶安全极端它的存在

第三,目前人类真正解决转速差问题的目前只有一个产品----大疆无人机,这种四叶旋转的直升机,如果不能对每个桨叶进行控制转速飞机是飞不起来的,但是大疆再牛,转速差的控制也不是完美的,一旦超过容忍量,结果就是炸机,这种结果是汽车无法容忍的,而差速器是完美解决了这种问题,不仅成本低,而且极其安全

所以,现在所有四轮电动汽车都不会采用轮上电机的原因不仅仅是轮上电机功率小,散热大等等原因,主要还是很难解决差速问题,包括特斯拉也是如此,而且在未来很长时间,这个问题都很难解决,因为我们发明的差速器是那么简单完美和可靠的解决差速问题,哪个车企会冒着极大的风险去设计电子差速器,这种无论软件设计还是设备一旦出现瑕疵就会车毁人亡的东西,谁都不敢轻易碰呀

电机直接驱动车轮的装置叫做轮毂电机,早在100多年前保时捷就曾经应用过。当时是内燃机发电来驱动轮毂电机,不过后来因为成本高,能效低,维护麻烦等原因放弃了轮毂电机,转而采用内燃机+变速器来驱动车辆。

轮毂电机驱动电动汽车,电动汽车为何需要减速机,而不是用电机直接驱动车轮

轮毂电机驱动电动汽车,电动汽车为何需要减速机,而不是用电机直接驱动车轮

轮毂电机驱动电动汽车,电动汽车为何需要减速机,而不是用电机直接驱动车轮

轮毂电机有很多优点,车辆采用轮毂电机可以省去,离合器组件,变速器,差速器,后桥,传动轴等传动部件。最典型的就是电摩和普通摩托车。电摩就靠电机直接驱动车轮,不仅省去了内燃机,也没有了变速箱,由链条减速传动车轮变成电机直接驱动车轮。轮毂电机省去一些传动部件的同时也节省了大量空间,减轻了车辆自重,而传动效率也高了不少!而且四个车轮是独立控制的,通过电控可以很容易的实现轮间差速功能,而不需要机械差速器。但是轮毂电机优点这么多为什么没有大批量在电动汽车上应用呢?

首先是轮毂电机质自身量大(重),上图可以看到,轮毂电机要比普通汽车轮毂多了很多东西,其中电机质量是最大的。成品轮毂电机质量在30kg以上,过重的车轮对系统悬挂系统要求更高。传统汽车厂商的工程师绞尽脑汁的采用轻体材料把簧下质量降下来,据研究簧下质量减少1公斤相当于减轻15公斤簧上质量。簧下质量和汽车加速性,操控性,稳定有很大的关系,所以工程师都在想办法降低簧下质量,而采用电动车轮毂电机簧下质量一下子一下子增重好几十公斤,正和工程师的意图相反。但是家用车辆日常代步使用,操控性要求可以降低一些,毕竟我们不去赛车。

寿命问题。永磁材料在高温下可能退磁,退磁后电机性能必然下降。而行车中刹车片温度可达到200度以上,如何完美解决散热是一个问题。另外成本也会比较高,成熟稳定的电控技术也需要一定时间来积淀。而把电机,控制器,冷却系统等都继承在狭小的空间内,而车轮平时工作在恶劣的环境下,对轮毂电机的密闭性,散热,抗腐蚀,散热,稳定性要求都很高。这些看似简单的技术想要成熟应用也是一个不简单的技术,目前比亚迪k9(电动大巴)已经采用轮毂电机,而一汽也开发出乘用轮毂电机底盘,相信不久的将来轮毂电机会大放异彩!

2022-06-10

2022-06-10