[汽車之家行業(yè)]車輪實現(xiàn)90°轉(zhuǎn)向，汽車原地可掉頭，內(nèi)飾空間更大……這些優(yōu)勢可全部在輪轂驅(qū)動上得到實現(xiàn)。
當許多人為之震撼的同時，其實這項技術早在100多年前就已存在。1900年巴黎世博會上，保時捷汽車締造者費迪南德·保時捷，就曾展示了一輛搭載輪轂電機的純電動車——System Lohner-Porsche。
此后的100年間，這一顛覆性技術始終沉寂，遲遲看不到廣泛應用前景。就在外界對它逐漸遺忘之際，我們終于看到了輪轂電驅(qū)的“喚醒”跡象。3月19日，舍弗勒輪轂驅(qū)動業(yè)務全球總部及研發(fā)中心正式在上海啟用，百年輪轂電機，終于踏入量產(chǎn)化元年？
■技術很好，卻棄之不用
傳統(tǒng)電動汽車的傳動方案，是將電機的輸出扭矩通過變速器和差速器等傳遞到車輪。而輪轂驅(qū)動是將電機直接安裝在車輪上，省去了中間復雜的傳動過程。
『輪轂驅(qū)動（右）比集中式驅(qū)動（左）結(jié)構(gòu)更簡單』
它所帶來的好處一直讓業(yè)內(nèi)人津津樂道。數(shù)據(jù)顯示，相較于傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)，輪轂電機可以提高8%-15%左右的效率。而對于電動汽車而言，效率的提升可以進一步增加續(xù)航里程。
其次，由于高度集成化，省去了中間占大體積的傳動機構(gòu)，節(jié)省了整個底盤的布置空間，乘客可以享受更大的車內(nèi)空間。
更為重要的是，由于電機直接驅(qū)動車輪，MCU（電機控制器）只需要一個簡單的指令即可直接控制車輪的轉(zhuǎn)速和扭矩。比如，可通過左右輪不同轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)電子差速減少轉(zhuǎn)彎半徑，或不同轉(zhuǎn)向角實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，甚至側(cè)方位停車。
這么好的東西，為什么100多年了，在汽車領域上久久沒有量產(chǎn)呢？最大的因素在于內(nèi)燃機浪潮的崛起，加之輪轂電機在技術上存在著難以逾越的障礙，這一技術始終被主機廠“棄”之不用。
從技術角度來看，輪轂電機的應用會讓簧下質(zhì)量大幅增加，這也意味著車輛的舒適性和操控性將受到嚴重影響，這對于乘用車而言無疑是致命的。另外，電機裝在車輪內(nèi)，空間小冷卻不足，加上剎車也會讓電機過熱，進而導致電機材料退磁。
這也是輪轂技術發(fā)明至今以來，一直沒有在乘用車上大規(guī)模應用的根本原因。世界上最接近于輪轂電機量產(chǎn)的公司，包括Protean、Elaphe、e-Traction等都有相關的技術儲備，但現(xiàn)階段，該技術仍處于工程樣品、樣車調(diào)試試驗階段。
看似一條走不通的道路，舍弗勒選擇了另蹊辟徑。
■B端場景，有望大規(guī)模應用
在舍弗勒看來，城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，將給城市交通帶來巨大挑戰(zhàn)。預計到2050年，全球超過三分之二的人口將居住在城市中。在這一發(fā)展趨勢下，高效節(jié)能、靈活機動的移動出行方式更符合未來城市的需求。而輪轂驅(qū)動系統(tǒng)能很好地解決交通擁堵、環(huán)境污染及停車難等日益嚴峻的城市問題。
『舍弗勒輪轂驅(qū)動業(yè)務副總裁蘇輝』
進一步理解，舍弗勒將輪轂電機的量產(chǎn)應用聚焦于自動駕駛區(qū)間巴士、最后一公里的物流運輸，以及特種裝備和車輛等。
這對于2009年就開展輪轂電機研發(fā)的舍弗勒而言，擁有這一系列具備量產(chǎn)條件的輪轂驅(qū)動產(chǎn)品并不是難以實現(xiàn)的事情。
“輪轂電機應用是一個系統(tǒng)性工程，不是簡單地將電機裝進輪轂里就完事。”舍弗勒輪轂驅(qū)動業(yè)務副總裁蘇輝稱。
『舍弗勒輪轂驅(qū)動研發(fā)史』
對于此前“不可逾越”的技術難點，經(jīng)過多年的產(chǎn)品迭代升級及樣車驗證，舍弗勒已根據(jù)客戶應用需求找到一個平衡點。“在保證結(jié)構(gòu)件強度的同時，我們在輕量化方面做了很多工作，最大化地降低簧下質(zhì)量所帶的影響，通過整車的參數(shù)調(diào)整，最大限度地改善汽車舒適性和操控性。”蘇輝對汽車之家表示。
關于電機冷卻難題，舍弗勒選擇了水冷模式，相比風冷和油冷，水冷能最大效率的發(fā)揮電機的使用效率，也更符合客戶的成本訴求。
值得一提的是，整個系統(tǒng)非常緊湊，舍弗勒的輪轂驅(qū)動可以完全放在一個14寸的輪輞內(nèi)，解放了發(fā)動機等傳統(tǒng)動力總成占有的車身空間。
事實上，舍弗勒輪轂驅(qū)動系統(tǒng)已經(jīng)在多種車型上得到成功應用。比如舍弗勒Mover、德國航空航天中心模塊化概念車U-Shift、德國Innvelo 48V燃料電池概念車以及德國聯(lián)邦教育和研究部資助的無人駕駛車輛等。
在蘇輝看來，輪轂驅(qū)動更容易在B端場景應用。乘用車面向終端客戶，更追求成本的把控，而物流小車等應用，可以24小時不間斷運行，更多的是考慮整個生命周期的使用，成本回收更容易。
這也符合企業(yè)的商業(yè)邏輯，一項新技術，如果只是小范圍推廣，企業(yè)無法做到營收平衡，這種吃力不討好的事情必然走不長遠。
“我們發(fā)現(xiàn)客戶在各個領域有急切的應用需求，包括共享汽車、特種汽車、環(huán)衛(wèi)車、機場用車等。雖然每一種應用場景量不大，但各式各樣的應用場景疊加在一起，即能產(chǎn)生規(guī)模效應。”蘇輝強調(diào)。
不同于以往，輪轂電機發(fā)展至今，已不僅僅是一個驅(qū)動電機，而是發(fā)展成集線控動力、能量回收、差速轉(zhuǎn)向、輔助制動等前端技術于一體的智能汽車平臺基礎。有了模塊化設計，舍弗勒對于各種應用場景的變化顯得得心應手，因為它能大大節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)周期和成本。
■移師中國，或兩年內(nèi)量產(chǎn)
這些B端應用場景，最早會在哪里落地呢？答案是中國市場。這也是為何舍弗勒會將輪轂驅(qū)動業(yè)務全球總部及研發(fā)中心移師中國的原因之一。
“首先，中國政府對于汽車電動化的推廣力度是不遺余力的，而輪轂驅(qū)動也是國家支持的科研項目；其次，輪轂驅(qū)動與未來出行有很大的聯(lián)系，包括面向自動駕駛的區(qū)間巴士，中國也是未來自動駕駛汽車的最大市場；最后，在如何把握市場機遇方面，中國人的研發(fā)速度一定比德國人要走得快。”蘇輝娓娓道來。
“綜上，我們判斷舍弗勒的潛在客戶一定是以中國市場為主。”
這從舍弗勒計劃將輪轂驅(qū)動生產(chǎn)線建設在中國就可窺知。據(jù)透露，輪轂驅(qū)動生產(chǎn)線或?qū)⒂?022年下半年或2023年上半年啟動，具體取決于現(xiàn)在客戶的項目情況。
舍弗勒力推B端場景應用，是否代表輪轂驅(qū)動在乘用車量產(chǎn)是遙不可及的幻想？答案并不是。
“主機廠明白，輪轂電機是電動汽車的終極解決方案，也很想進入到這個領域，只是現(xiàn)階段，大部分乘用車以技術儲備為主，舍弗勒也與一汽等主機廠有密切聯(lián)系，為今后量產(chǎn)可能做準備。”蘇輝解釋。
事實上，業(yè)內(nèi)對輪轂電機研發(fā)始終保持跟進。吉利汽車研究院GEA項目團隊日前專項調(diào)研亞太股份輪轂電機技術，雙方就新車型平臺進行了開發(fā)論證。
輪轂電機也給未來出行帶來很多暢想。2019年，日本零部件企業(yè)NSK研發(fā)出了可直接從布置充電線圈的道路上獲取電力的“第三代行駛中無線充電的輪轂電機（IWM）”技術，并成功進行了實車驗證。這意味著將來，你的愛車可以一邊等紅燈，一邊充電，增加電動汽車的便利性。
■總結(jié)：
百年前，業(yè)內(nèi)始終認為輪轂電機不具備商業(yè)價值，百年后的今天，舍弗勒用實際行動證明這一技術具有量產(chǎn)前景，雖然在乘用車市場應用仍有較大距離，但不妨礙輪轂電機給自動駕駛商業(yè)用車帶來便利。更為激動的是，這一電動汽車終端技術，或?qū)⒃谥袊袌龃笠?guī)模落地。（文/汽車之家 彭斐）