比亚迪硬派越野将使用的轮边电机,与轮毂电机、集中式电机有何不同?
集中式电机采用中置布局,一台电机控制左右两个车轮,而轮边电机和轮毂电机为分布式布局,每台电机分布到对应的车轮。
最近的新闻报道,比亚迪将发布全新高端品牌“星空”,新品牌首款车型是一台类似奔驰大G的非承载式车身SUV。新车将采用轮边电机,具备强劲的越野和加速能力,并可通过轮胎的正、反转完成原地掉头。不禁让人好奇,什么是轮边电机?它如果实现原地掉头?
我们通俗易懂的分析下集中式电机、轮边电机与轮毂电机。
常见的电动车都采用集中式电机
图为比亚迪汉EV电机部分
目前,我们熟知的新能源车型像特斯拉、北汽新能源、比亚迪纯电动等等主流的纯电动车型均采用集中式电机。电机分布在两个车轮之间,电机旋转释放的扭矩经过减速器同时传递到两个车轮。两驱版使用一台集中式电机,电动四驱版则使用两台集中式电机(两台电机组成的电动四驱需要精准控制前、后车轮的转速保持一致)。
它的优点是结构简单,相比于分布式电机,它有更少的组件和简化的接线,成本低的同时也更容易控制。
比亚迪硬派越野上将采用的轮边电机
轮边电机顾名思义是电机没有安装在轮毂上,和集中式电机类似采用中置布局。它的两台电机虽做成一体结构,但工作时分别控制左、右车轮。电动机与固定速比减速器一起安装在车架上,减速器的输出轴通过万向节与车轮半轴相连,来单独驱动。
其实美国的一家造车新势力Rivian Automotive已经生产出了采用轮边电机的硬派越车R1S,上图为Rivian R1S的电机部分。这款车的四台轮边电机分别驱动四个车轮,每台电机的最大输出功率有200匹。
分布式电机如果实现原地掉头?
掉头方式请参考示意图。由于四台电机控制四个车轮,车轮的旋转速度和方向自由,通过左右两侧车轮正反转就能实现原地掉头(可以理解为原地转圈),掉头半径远远小于其它各种类型的硬派越野车。
优点明显的同时,轮边电机也有缺点。使用四个轮边电机组成的电动四驱,结构上取消了差速器,但需要电子差速控制器来控制转速。哪台电机需要工作,在什么样的工况下工作,要求非常高的驱动精细程度,目前极少车企能达到这个水平。同时,相比于集中式电机,电机数量由一个变成了两个,体积变得更大,不方便底盘布局,因此使用轮边电机的车辆体型庞大,像中大型或大型SUV。
轮毂电机和轮边电机有何区别
其实轮毂电机形式很常见,电动自行车和电动摩托车的后轮就内置轮毂电机。轮毂电机技术又称为车轮内装电机技术,不同于轮边电机,它的电机集成到轮毂内。
它的优点是为底盘节省了大量空间,同时不再需要万向节和半轴传递动力,能量利用率更高。如果采用四个电机的话,和轮边电机一样,每个车轮都能有自由的转速和旋转方向,也能原地掉头,比履带式车辆转向更便捷。
但它的缺点太明显,直接导致它无缘乘用车。乘用车轮毂内空间极其有限,只能装配小功率电机,装配后也将大大增加悬挂簧下质量,延长悬架的回弹速度,操控体验会较差。另外由于空间过于紧凑,电机的散热、润滑和检修都存在较大困难。因此,轮毂电机通常应用到大型车辆上,比如矿山车,工程车,它们的车轮直径要比乘用车大得多,前面说的缺点都容易克服。
写在最后
从当下车企的技术水平和生产成本考虑,集中式电机是主流,分布式电机则应用到特殊车型上,比如大型硬派越野车或工程车。随着四驱电控技术日趋成熟,分布式电机或许会应用到家用车上。