泰特機電何君正：輪轂電機的技術(shù)特點(diǎn)
圖為湖北泰特機電有限公司總裁何君正發(fā)表主題演講
在中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )論壇（2018）的“全球智能汽車(chē)峰會(huì )”主題論壇上，湖北泰特機電有限公司總裁何君正發(fā)表主題演講。
以下是演講實(shí)錄：
湖北泰特作為一個(gè)新的公司非常榮幸參加此次技術(shù)交流。下面我介紹的是商用車(chē)輪轂電機驅動(dòng)橋總成技術(shù)，今天現場(chǎng)也有我們的產(chǎn)品展示。
為什么要開(kāi)發(fā)新能源？這個(gè)不重點(diǎn)講，相信大家都很清楚?，F在大家已經(jīng)形成了一個(gè)共識，整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)應該影響了整個(gè)電驅時(shí)代，各國都有傳統燃油車(chē)推出的時(shí)間表，我們國家也在討論這方面的具體實(shí)施步驟。電驅時(shí)代，我們正在思考一個(gè)問(wèn)題，就是什么樣的電驅系統會(huì )是最佳的技術(shù)方案，現在我們關(guān)注的點(diǎn)是從電機到動(dòng)力輸出這個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節里面的效率問(wèn)題，統計結果是這個(gè)環(huán)節基本上是70%-94%。我們應該考慮如何減少動(dòng)力總成系統，包括電機以及到車(chē)輪之間傳遞系統的損耗，我們認為輪轂電機直驅技術(shù)是能源最大化的一個(gè)解決方案。
介紹一下我們正在使用的幾大傳遞路線(xiàn)：第一種是中央電機，70%-80%的車(chē)輛都會(huì )采用這種技術(shù)。第二種是分布式驅動(dòng)，主要是輪邊電機驅動(dòng)橋，另一種是更集成化的輪轂電機驅動(dòng)橋，我們現在走的就是輪轂電機的產(chǎn)品路線(xiàn)。
這張圖可以看到三大驅動(dòng)的傳遞鏈，中央驅動(dòng)中間有電機到車(chē)輪之間的減速箱或者變速箱，實(shí)現兩個(gè)輪子之間的插速。輪邊電機就是一個(gè)電機變?yōu)閮蓚€(gè)電機，再加上兩個(gè)減速箱分別驅動(dòng)兩個(gè)驅動(dòng)輪。輪轂電機是追求更高效的方案，就是把減速箱也去掉，電機直接集成在輪子里面驅動(dòng)。
比較一下輪轂電機和其它驅動(dòng)系統的能耗區別，這是我們在歐洲委托第三方，針對同一部12米的滿(mǎn)載純電動(dòng)客車(chē)，按照城市路況進(jìn)行電耗檢測。實(shí)測結果是中央電機1.06度/公里，輪邊電機是1.04度/公里，輪轂電機是0.91度/公里。比較同一款車(chē)不同的驅動(dòng)系統，輪轂電機的平均效率要提升15%，電耗節省15%。
國內我們也專(zhuān)門(mén)對一部車(chē)進(jìn)行測試，分成滿(mǎn)載和空載兩種。這也是17.78噸的城市公交?，F在我們測出滿(mǎn)載的情況下，按照城市公交工況，輪轂電機驅動(dòng)系統的耗電是0.56度/公里，整車(chē)總的電耗是0.82度/公里。下面是我們測的城市工況下的空載情況，輪轂電機總成電耗是0.67度/公里，所以整車(chē)的效果還是比較好的，和原來(lái)的驅動(dòng)系統對比應該是省了20%左右的電。
這是我們驅動(dòng)橋總成的產(chǎn)品，包括輪轂電機控制，是由四大系統組成：第一部分是車(chē)輪，它的技術(shù)就是輪轂電機的直驅技術(shù)。第二部分是電機控制器，也是集成在輪子里面，和電機集成在一塊，這是一個(gè)高電壓的電機驅動(dòng)技術(shù)。第三部分是整車(chē)控制技術(shù)，我們叫做PCM控制，包括整車(chē)的控制和最關(guān)鍵的電子測速技術(shù)。第四部分是高壓配電技術(shù)。
輪轂電機的技術(shù)特點(diǎn)主要是這樣幾個(gè)方面：
我們把電機布置在車(chē)輪里面，所以整個(gè)驅動(dòng)電機包括控制器都集成在車(chē)輪的輪轂內部。使用這種傳動(dòng)方案最顯著(zhù)的特點(diǎn)就是減少了驅動(dòng)系統的零件，我們把變速箱、車(chē)橋、差速器全部省掉，所以對比的是省掉了80%的運動(dòng)件，而且根據輪轂電機的特點(diǎn)匹配了高效的電機，從而實(shí)現效率的最大化?，F在我們能夠達到的是電機到車(chē)輪的輸出，效率最高，達到92%-94%。當然還有一個(gè)電量反沖，這也是比較直接的一個(gè)方案。集成化和檢測化的設計就是把控制器高度集成在輪轂里面，原來(lái)底盤(pán)下面用于傳動(dòng)系統的部分空間都省下來(lái)了，便于整車(chē)設計的空間最大化，可以把這些空間用來(lái)裝電池或者其它特殊的功能。
產(chǎn)品設計是按照全生命周期的免維護，歐洲是按照10年100萬(wàn)公里使用，目的是達到運營(yíng)與維修成本的最小化。由于我們采用了分布式驅動(dòng)，沒(méi)有機械的差速器，通過(guò)控制兩個(gè)電機實(shí)現電子差速，所以商用車(chē)領(lǐng)域產(chǎn)品就是一個(gè)滴滴版通道的驅動(dòng)橋，所有的車(chē)輛可以是直接上去，車(chē)內沒(méi)有臺階，都是平的通道，這樣的好處就是整個(gè)舒適性、承載率都得到了提升。電子差速是兩個(gè)輪子單獨控制扭矩轉速，所以對一些路況以提高車(chē)輛的通過(guò)性。
再就是直驅的特點(diǎn)，整個(gè)噪音會(huì )非常低，使用工況當中應該是低于75分貝，同時(shí)直驅的特點(diǎn)也決定了加速性和平順性，車(chē)輛的舒適方面也得到了提升。
大家可能比較關(guān)心的是成本，但不光是買(mǎi)車(chē)的成本，還要考慮買(mǎi)車(chē)以后整個(gè)使用周期。產(chǎn)品效率提升15%，意味著(zhù)相同的續航里程可以降低電池的裝車(chē)量。昨天大家也都在說(shuō)增加續航里程，一定要拼命地增加多裝電池或者提高電池的能量密度，一味地提高能量密度可能也有安全隱患。實(shí)際上作為一個(gè)驅動(dòng)系統，如果更多地對這個(gè)方面關(guān)注提高整個(gè)效率，也是可以達到延長(cháng)續航歷程的效果。如果是少裝電池，整個(gè)車(chē)輛的輕量化也能夠達到，也就是降低整車(chē)的重量。滴滴版大通道的設計可以提高車(chē)輛的載客數量，而且我們是一個(gè)免維護的產(chǎn)品，原來(lái)傳統的需要維護整個(gè)車(chē)輛的成本，因為原來(lái)的車(chē)橋和減速箱都要換油和易損件，所以成本也降低了，我們計算下來(lái)TCU應該會(huì )下降10%。
輪轂電機在未來(lái)的智能駕駛方面也有很大的提升，輪轂電機是驅動(dòng)系統和執行機構在一塊，可以直接傳遞至車(chē)輪，就是整個(gè)車(chē)的執行器，中間減少了電機和車(chē)輪之間的機械環(huán)節，使得整個(gè)控制信號更加準確和直接。我們未來(lái)使用智能駕駛肯定要增加很多元件，元件的增加就會(huì )增加電耗，也就需要多增加電池。動(dòng)力系統的高效性會(huì )有優(yōu)勢，如果動(dòng)力系統能夠省電，那么就能夠彌補由于智能駕駛系統引起的損耗，分布式驅動(dòng)與電子差速可以提高智能駕駛應對復雜路況的能力。
前面說(shuō)的是輪轂電機的技術(shù)，下面簡(jiǎn)單地說(shuō)一下我們的應用。輪轂電機在國外是歐洲的公司用，實(shí)際上已經(jīng)是在8個(gè)國家10多條純電動(dòng)商用車(chē)的路線(xiàn)上運營(yíng)，最早的一批是從2009年開(kāi)始營(yíng)運。這是我們在歐洲使用的車(chē)型，包括公交以及一些商用車(chē)，還有城市物流車(chē)的應用，還有純電動(dòng)多節車(chē)廂的公交車(chē)，這里是四節車(chē)廂、三個(gè)驅動(dòng)橋，也是我們一起探討的新的車(chē)型，適用于輪轂電機驅動(dòng)。
最后借著(zhù)這個(gè)機會(huì )講一講我們所做的中國版。2018年我們將會(huì )推出扭矩更大、尺寸更小的通用商用車(chē)的輪轂電機系統，效率也都得到了很大的提升。
問(wèn)：輪轂的散熱是怎么做的？
答：因為是大扭矩，效率是我們要重點(diǎn)考慮的，而且電機和控制器也要散熱，都是集成在電機里面。通過(guò)嚴格的散熱分析，我們還是采用水冷，主要是從冷卻水路的布置當中考慮，我們完全都是能夠達到整個(gè)電機的使用要求。
?。ǜ鶕l(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
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