在汽車向電氣化、智慧化發展的程序中,汽車零部件的突破創新和先行發展至關重要。比如新能源汽車的動力向輪端靠近趨勢越來越明顯,具備更高的效率、更大的內部空間、設計靈活性和安全性的輪轂電機就是其發展產物。
對於這項還不被福斯所熟知的技術,致力於輪轂驅動解決方案的Protean Electric公司的陳國賢先生接受了我們的採訪,給我們解讀了這項技術,我們意識到,未來輪轂電機將在新能源汽車上得到廣泛應用。
Protean Electric是一家汽車技術創新公司兼世界領先的輪轂電機(包括全面整合的輪轂驅動解決方案ProteanDrive)開發商。Protean Electric的技術戰略定位是通過一系列佈置優勢、新車設計、效能改進和盈利增加,在混合動力、電動汽車和未來交通市場中發揮重要作用。目前Protean Electric在英國、中國和美國開展業務,製造工廠在天津。
再說一下輪轂電機,比如ProteanDrive,它整合功率電子模組和數字控制功能, 並封裝了可相容的摩擦制動器,有高功率和高轉矩密度特性。它可以提供轉矩向量分配、90度轉向和數字化控制平臺,這些效能可以支援一系列人工智慧和雲端服務,包括自動駕駛電動車上的感測器、數字化防抱死剎車系統、車輛診斷和路況資料採集等。
由ProteanDrive為基礎開發出來的車輪解決方案Protean360+電動角模組,具備全整合輪轂電機,高效強勁;採用四樞軸下叉臂設計,超緊湊型懸架結構;可以無限制的360度轉向;可以氣動底盤高度控制,使車身可控“下降”,實現無需階梯即可從道沿進入車輛。這是為新一代城市出行設計的電動模組,從這項技術我們看到未來交通正在走近。
Q
輪轂電機採用的是何種懸架結構?如何保證其支撐性、穩定性和舒適性?
陳國賢: Protean360+技術上的懸架系統採用了獨特的下叉臂連線。我們稱它為雙樞軸“蜘蛛”。它是專門設計用於提供懸架動力學和設計緊湊性,並模擬預測智慧角模組所用的力。這是已獲得專利授權的新型連桿。我們對我們所做的分析和測試非常有信心。這種懸架系統通過一個樞軸固定在車身上,是由我們擁有開發懸架部件豐富經驗的專業工程團隊設計的。我們進行了大量的模擬和分析,以確保系統的設計超出車輛本身的要求。
Protean360+已經經過大量的研究和驗證。創新的懸架設計允許整個模組封裝在一個緊湊的裝置內,同時提供所需運動學特性。去除車輪之間橫向連線,給整車設計師帶來了柔性化設計、內部空間和機械包裝方面的優勢,也為未來的移動出行工具賦予了自由移動的優勢。如果它們要為全社會提供移動性,那這些優勢將會是未來移動出行工具所必備的。
角模組所需的具體動態響應將取決於整車開發引數和具體的應用案例。我們相信現在的線控技術已經發展到可以支援合適的需求了。
Q
請再簡單介紹一下我們的產品和技術。
陳國賢: ProteanDrive輪轂電機是一個緊湊的電驅動系統,所有核心技術整合在輪輞內的一個單元中。包含永磁同步電機、直接連線在輪轂上傳遞扭矩的轉子、新穎的高密度銅線繞組牙齒結構、逆變器和控制電子,整合在一個專有的結構內,作為輪輞總成的一部分。
而Protean360+智慧角模組應用了成熟的ProteanDrive技術,並將其與一些創新的懸架設計和一些現有的成熟技術一起封裝在一個新的應用中,為未來的移動出行建立一個可行的解決方案。Protean360+由Protean經驗豐富的、開發先進輪端和懸架部件的工程師設計開發出的。我們研究了許多載荷情境,並進行了詳細的結構建模,以確保系統能夠輕鬆幫助我預測處理這種車輛所需的力。因此,我們對這項技術充滿信心。
Q
大量部件集中在輪轂,如何保護這些精密部件?
陳國賢: 車輪內的部件可以接觸到各種路況上的汙染物、水、極端溫度和振動。作為Protean產品開發的一部分,ProteanDrive輪轂電機經過了嚴格的特種試驗,專門評估該技術的可靠性和耐久性。客戶也對我們的產品進行了試驗,評估其耐久性,並對結果很滿意。
除了ProteanDrive輪轂電機,Protean360+智慧角模組還包含許多部件和系統,它們在過去幾年已經在大規模的應用中得到了驗證。我們將制動、懸架和阻尼技術整合在一起,形一個創新的整體。
Protean360+的工程師需要考慮的一個重要問題是保護電纜。從下部旋轉介面,電機、液壓裝置和氣動行駛高度控制裝置的控制電纜沿模組臂向下走行,連線集線器內的第二靜態介面和車輪電機單元。當臂模組旋轉360度時,整個元件組隨之旋轉。因此,連線裝置和電纜不會扭曲或產生應力。
Q
輪轂電機對車輛效能有何影響?
陳國賢: 包括360+在內的輪轂電機可以比傳統電驅動系統更好地控制車輪。可控性和快速響應時間是通過世界一流的電子機械設計實現的,而不受現在許多常用結構約束。輪轂電機通過轉矩向量控制還提供了更多的全系統動態控制的功率和扭矩。ProteanDrive可以在幾毫秒內實施正負轉矩,這意味著ESC、ABS和牽引力控制系統的效能得到了改善,從而提高了安全性、穩定性和縮短制動距離,根據一項第三方研究,輪轂電機的制動距離比正常的要縮短了7%。Protean計劃與輪胎公司積極合作,以確保任何應用都得到良好的支援。
Q
您認為輪轂電機的發展趨勢如何?
陳國賢: 目前大家最普遍顧慮的可能是簧下品質的增加,傳統上認為這對車輛動力學有負面影響。然而,第三方獨立評估對這種簧下品質增加產生的影響表示質疑,特別是當輪轂電機通過扭矩向量控制為整車動態效能提供額外的優勢時,這種影響非常小。
將動力向輪端靠近的趨勢越來越明顯了,而最終表現就是輪轂電機。現在,我們已經通過國能(NEVS)Local Motors等先行者們的驗證獲得很強信心,我們相信一旦第一批整車廠批量應用證明輪轂電機的優勢,輪轂電機將在新能源汽車市場份額會越來越重。