轮毂电机驱动电动汽车,汽车使用轮毂电机驱动的发展前景怎么样?

相比传统的汽车轮毂电机驱动电动汽车,使用四轮独立驱动轮毂电机电动汽车有以下一些优点:

(1)作为电动汽车的一种,将来随着其广泛应用,会大大降低对环境的污染和减少燃油消耗。

(2)四轮转矩独立可控且转速、转矩易于测得,相对于内燃机动力系统和液压系统响应速度快,诸如驱动防滑控制 ASR、横摆力矩控制 DYC、自动防抱死 ABS 等车辆动力学控制易于实现且响应快,实时控制效果好。另外采用主动制动实现 DYC 在一定程度上也影响了乘员舒适性,而驱动力控制 DYC 相对于主动制动控制,不影响车辆纵向加速度损失和乘员舒适性。

(3)通过合理分配内外侧驱动力矩,在保证汽车稳定性前提下减小转弯半径,提高汽车的机动性能。

(4)传统内燃机汽车差速器实现左右半轴“差速不差矩”,四轮驱动汽车前后轴驱动力矩也只能是几个固定分配比值,而四轮独立驱动轮毂电机电动汽车可以根据车辆行驶状态任意分配四轮驱动力矩,通过优化四轮驱动力矩实现电动汽车的稳定性控制和节能控制。

(5)由于省略了传统内燃机汽车的动力传动系统离合器、变速器等部件,增大了乘坐空间,可实现底盘灵活布置。

(6)便于通过汽车线控底盘集成控制挖掘汽车性能潜力。

从长远看,随着电动车零部件技术,尤其是电池技术和电机技术的进步,以及国家对清洁能源汽车的产业政策扶植,电动汽车公共充电设施的不断完善,还有我国电力资源结构的调整,纯电动汽车将成为汽车技术终究会成为发展的主流,而轮毂电机电动汽车则具有更广阔的发展空间。

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现在越来越多的汽车厂家开始生产电动汽车,国家的政策也大力支持电动汽车的发展,因此它的保有量越来越大,很多老司机也愿意尝尝鲜。但是大家看遍所有的电动汽车却发现,它都是自动档的,压根就没有手动档,这让老司机情何以堪啊?技术发挥不出来嘛!那么电动汽车为什么不设计手动档的车型呢?

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其实电动汽车不仅仅没有手动档,就连你看到的自动档都是假的,因为它根本就没有变速箱!没有变速箱!没有变速箱!(重要的事要说三遍)。它的动力源是一个电动机,动力从电动机输出后,经过一个固定传动比的减速机构直接驱动车轮。并不像大家想象的那样,电机带一个AT变速箱或者CT变速箱,然后由变速箱来改变速比、改变车速。你所看到的“P、R、N、D”其实只是控制电机的转动方向,让汽车前进、后退或者停止,但是压根就没有变速的作用。

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那么电动汽车是如何改变车速的呢?答案就是由电动机的转速来调节。大家要知道,电动机的动力输出特性与内燃机的动力输出特性是完全不同的:电动机只要通电转动就会输出最大扭矩,并且转速调节范围极为宽泛,可以实现从零到几万转的无级调节,在这个过程中扭矩变化很小,始终保持最高的动力输出,想要改变车速,直接改变电动机的转速就可以了。比如电动机转速在1000转/分钟时车速是10公里/小时,想要提高车速,只要踩下加速踏板,直接提高电动机的转速,这样电动机转速在5000转/分钟时车速是50公里/小时,电动机转速在10000转/分钟时车速是100公里/小时,等等。由于在加速过程中电动机始终处于最大扭矩区间,所以加速极为迅猛,这也是很多电动汽车加速快的原因之一;并且在这个过程中没有传动比的改变,加速过程也极为平顺,没有任何顿挫。

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还有些电动汽车使用的是轮毂电机,这种驱动方式就更简单了,连减速机构都省略了。动力电池直接将电能输送给轮毂电机驱动它旋转,带动汽车行驶。车速直接由轮毂电机的转速决定,驱动车轮转动的扭矩也始终处于最大值,根本不需要减速机构来降速增扭。这种情况下,车内的换挡杆(或换档旋钮)改变的只是电动机的电流方向,没有任何变速的作用,所谓的“自动档”其实也是假的。

那么普通的内燃机为什么必须匹配变速箱呢?这主要是有内燃机的动力输出特性决定的。内燃机只有在转速达到一定程度后才会发出较大的扭矩,并且这个最大扭矩平台范围较小,发动机只有在这个转速范围内才有较好的动力性能,实际工作区间很小。在这种情况下,依靠发动机转速调节车速是不现实的,或者只能调节很小的一个范围。比如说普通车型的一档,车速只能从零到四十公里/小时,并且很多时候都不是在最佳的转速区间工作,发动机的动力性能和经济性都不好。

如果有了变速箱,结果就完全不同了。它承接发动机的动力后,根据汽车行驶的实际需要,挂入合适的档位,将发动机的动力放大或者缩小,再经过驱动桥驱动车轮;同时把车轮上的阻力反馈给发动机,让发动机适时的调整自己的工况。一款优秀的变速箱,可以通过自身档位的切换,让发动机始终工作在最佳的工作区间,达到动力性最强、油耗最低的目的。可以这样说:发动机是汽车的心脏,变速箱是汽车的大脑,它最大的作用就是精确的分配发动机的动力。

不过电动机转速过高时,它的效率和扭矩也会降低,这主要是由于电动机内部的感抗和阻抗决定的。因此,现在也有一部分电动汽车搭载了两速变速箱,目的是降低电动机的转速,提高电动机的效率。不过还真有几款国产车型上面搭载了手动变速箱,比如开瑞K50EV、东风御风EV、力帆650EV(魔改版)等,它们如此搭配的理由是适应汽车高负荷工况的需要。不过说实在的,我是没有看出它的必要性,它完全可以靠电动机自身的调速来完成这项工作。我个人觉得背后一定有不可告人的秘密,很有可能是在电动机上偷工减料了。

2021-11-06

2021-11-06