中國工業報 齊雪嶺
時至今日,仍有一些人對輪轂電機的機械成熟性抱著懷疑態度,并在難以降低的簧下質量、制動所產生的熱量可能導致電機材料發生退磁、較為惡劣的工作環境下防護難等方面糾纏不休。
3月21日,天津天海同步集團有限公司董事長、中國汽車工程學會齒輪分會主任、有“中國輪轂電機第一人”之譽的呂超,在第四屆中國汽車企業創新大會暨中國汽車企業創新“AII安亭指數”發布會上,直面輪轂電機的“懷疑論者”,再一次闡述了自己的觀點。
輪轂電機優勢因電動化而凸顯
輪轂電機自1900年被保時捷首次應用,至今已逾百年,卻始終沒有真正“戰勝”過傳統機械機構輪轂。雖然早在20世紀70年代,輪轂電機技術就已廣泛應用于礦山運輸車等專業領域,但在商用車領域,仍未成為主流。這是應用時機不成熟所致。呂超認為,汽車電動化時代的到來,才給了輪轂電機大顯身手的機會,才讓輪轂電機的優勢得到充分顯現。
“傳統汽車行駛,需要經過發動機、變速器、傳動軸、差速器、剎車系統等一系列環節。每一環節不僅要有動力損耗,還會因硬件的磨損,繼而影響軟件的執行精度”。呂超認為,輪轂電機擁有線控動力、線控轉動和線控制動三方面的優勢。以其非接觸傳動,既可減少摩擦損耗,做到100萬公里零故障,又可降低能源消耗和碳排放,實現更為高效的動力輸出,還能單獨控制每一個輪子的運動方向,在狹窄空間內掉頭,讓雙頭車擁有相同的行駛速度,滿足特殊條件下使用。
針對“懷疑論者”對輪轂電機機械成熟性的質疑,呂超則是用事實解惑。輪轂電機在歐洲經過了數十年研發、應用,技術基本已經成熟。輪轂電機從開發階段多物理場耦合分析,到全面測試驗證以及獨立第三方檢測,再到主機廠應用驗證,已經達到歐洲RDW認證標準以及中國強制性檢測認證標準,多家主機廠業已裝車并拿出了驗證公告。沃爾沃B7000自2009年首次應用輪轂電機以來,至今已在8個國家收獲著運營良好的結果。如今,輪轂電機技術更成熟并且產品穩定性更好。
“中國現已擁有并掌控了輪轂電機技術,且具備了在商用車領域大規模使用的條件,但還不能一蹴而就”。呂超認為,“現在最大的問題是成本偏高。這個問題完全可以通過推進國產化、規模化、產業化得到解決。”
輪轂電機是無人駕駛最佳智能執行平臺
去年4月,呂超辭去恒大科技集團常務副總裁一職,就是為了全身心地投入到輪轂電機的研制和推廣上來,繼而推動輪轂電機行業的快速發展。他堅信,輪轂電機是新能源汽車在大數據時代下,以智能控制算法為基礎,實現自動駕駛的“終極”解決方案,尤其在商用車自動駕駛領域有著得天獨厚的優勢。
“從我們在歐洲進行試驗所得到的實際工況來看,一輛16T的商用車,在整個工況里96.22%的制動能量由輪轂電機吸收,只有3.78%的能量需要使用機械制動器,輪轂電機有很強大的能量回饋能力。”呂超認為,輪轂電機的自身優勢結合自動駕駛的軟件決策系統,可以做到對能量最大程度的利用與回收,這是現在其它傳動形式很難比擬的。
至于安全性,經過歐洲商用車領域數十年應用得出的數據表明,輪轂電機相比于其他執行機構,反應速度要快十倍,極具高可靠性和低故障率。對此,呂超用數據加以說明:“作為執行系統,傳統車輛通過中央驅動或輪邊驅動,一連串的機械機構響應,所需時間大約在400~550ms;而輪轂電機僅需要電氣響應,從命令發出到執行僅需40ms。如果在相同制動力的情況下,當車輛行駛速度為100km/h,二者的制動距離將有10米之差,這可是人命關天的10米之差”。
輪轂電機還可以作為無人駕駛的感知系統。呂超指出,“數字化輪轂電機可以采集每個車輪的扭矩、電流、速度、加速度、位置等信息,為自動駕駛系統感知融合更強大的數據。”
行動起來前景可期
對于輪轂電機的應用前景,中國汽車工程學會名譽理事長付于武在第二十二屆中國汽車工程學會齒輪分會學術年會上做出預判:“輪轂電機產業化還有最后兩公里”,而“國內的產業化應先從商用車領域開始”。 北京航空航天大學交通科學與工程學院教授徐向陽也表示:“變速器電動化技術路線終極目標是分布式智能電驅動底盤系統,必須要運用輪轂電機”。
中國既是汽車制造大國,也是汽車消費大國。按照《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,2025年我國新能源汽車銷售量要達到汽車新車銷售總量的20%左右。據此推算,2025年汽車新車銷售總量如果達到3000萬輛,包括純電動和混動汽車的新能源汽車銷量就是600萬輛左右。根據呂超預測,隨著新能源汽車技術的成熟和配套設施的完善,我國新能源汽車銷量2030年達到1500萬輛,2035年突破2000萬輛、占汽車總銷量的50%以上,而由此將形成萬億級市場,定會將各路資本、多家企業,吸引到輪轂電機技術產業化的大潮中來。
具有前瞻性的企業已經行動起來。這是呂超最愿意看到的。亞太輪轂電機已經在黑河完成實驗,雖然還在工程開發階段,但Elaphe技術發展還是很快的。Protean已經在天津投資建廠,具備小批量量產能力,有望成為乘用車領域最早實現量產的企業。舍弗勒輪轂驅動生產線最快會在2022年下半年或2023年上半年啟動。
呂超表示,他不僅是中國輪轂電機產業化的鼓動者,更要做中國輪轂電機產業化的踐行者。天海同步集團正在加緊推進輪轂電機研制基地建設,有望今年下半年投產,力爭率先實現輪轂電機國產化和產業化,帶動國內輪轂電機技術產業化進程的全面換擋提速。同時,天海同步集團還將與地平線進行戰略合作,以輪轂電機采集的數據賦能車載高精度地圖,根據不同路面、抓地力等信息,優化自動駕駛車輛的算法和控制。
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