轮毂电机将迎产业化“黄金期”

　　“轮毂电机产业化的黄金时期到来，独角兽企业即将出现，会成为新能源汽车领域的先进企业，也会为汽车行业技术的升级换代作出贡献。”8月25日，在北京举办的轮毂电机技术创新与产业发展圆桌论坛上，被誉为“轮毂电机第一人”的天津天海同步集团有限公司董事长吕超表示。

 

　　可助力实现“双碳”目标

 

　　据浙江大学能源工程学院动力机械及车辆工程研究所副所长朱绍鹏介绍，轮毂电机是一种将电机集成在车轮内、能直接驱动车轮运行的电机，具备实现90°转向、原地掉头等操作的能力。相比于燃油车、新能源车由动力源经过变速器和差速器等传递到车轮来驱动车辆，轮毂电机的驱动和反拖发电可以直接带动车轮加减速，能量传递效率可提高10%以上，能进一步增加电动车的续航里程。

 

　　另外，由于高度集成化，省去了中间占大体积的传动机构，节省了整个底盘的布置空间，乘客可以享受更大的车内空间。此外，通过左右轮不同转速，还可实现电子差速辅助转向，减少转弯半径，或不同转向角实现原地转向，这对于需要增加系统冗余以确保安全的自动驾驶领域也很有帮助。

 

　　轮毂电机可以缩短传动链，提高效率，减轻车重，可实现模块化全平低底盘设计，即滑板底盘的不二选择；提高车辆动力性，简单线控可实现四驱、前驱、后驱等多种驱动形式；改善车辆动力学性能，通过轮毂电机分布式驱动控制，可实现电子差速、车身稳定控制（驱动防滑、制动防抱死、直接横摆力矩控制）等多种动力学控制功能；智能驾驶天然硬件载体，电机控制响应是发动机的十几倍，而多个轮毂电机形成的执行冗余，可保证智能驾驶更高效更安全。

 

　　吕超以天津公交车燃料周期碳排放为例介绍道，轮毂电机公交车比中央电机公交车100km减少二氧化碳25.3kg，全寿命期（40万km）可减少排放101476kg，可助力实现“双碳”目标。

 

　　产业化还存在难点痛点

 

　　面向新能源汽车的下一代驱动系统研究是众多院校研究的重点方向，北京航空航天大学交通科学与工程学院教授，院学术委员会主任徐向阳表示：“电机的诸多优点使新能源汽车可以实现多电机驱动，多电机驱动为驱动系统构型创新带来了巨大的机遇，技术上，正在由发动机单一动力源驱动向电机多动力源驱动转变，轮毂电机就是下一代驱动系统发展的重要方向，基于轮毂电机的分布式驱动控制策略及关键技术仍然需要突破，其中包括分布式电驱动构型与结构优化设计、电驱动总成设计及效率优化控制、车身姿态控制与多动力学间协调控制、电驱动车辆动力与能量控制策略研究。他认为，目前国内整车企业主要持跟随观念，企业不愿意尝试新的技术，主要考虑是成本问题”，他迫切希望行业中能有企业突破这一禁锢思想。“真正能推动经济发展的背后是技术，轮毂电机和电池一样，是改变行业的重大变革性技术，技术与社会的智能化发展是轮毂电机实现产业化的前提，让轮毂电机可以大行其道。”

 

　　目前，轮毂电机的产业化确实还存在一些难点。首先轮毂电机对电机的耐用性、可靠性提出了很大的挑战，尤其是热管理和防水密封方面需要相关的技术研发和验证。同时轮毂电机还会增加簧下质量，影响车辆的舒适性和操控性，需要重新考虑车辆的底盘设计，并充分应用主动悬架技术加以克服。此外，轮毂电机的分布式驱动控制算法，也需要实测海量的数据进行迭代。

 

　　朱绍鹏认为，发展轮毂电机技术中最大的挑战是在千差万别的工况下，分布式驱动的有效性和可靠性，这是整个产业链需要共同去解决的。

 

　　北京海纳川汽车部件股份有限公司技术中心主任宫雨提出：“由于应用场景变化，轮毂电机会直接面对地表感受，对于整车车身结构带来巨大挑战，需要控制轮毂电机的体积，注意冷却润滑系统的使用，此外控制成本也很重要。”

 

　　北京理工大学机械与车辆学院党委书记席军强认为，应用轮毂电机，从硬件的角度是简化了，最终的驱动力直接用在了轮端，带来了颠覆性的驾驶体验，总体的可靠性提升了。同时软件的复杂度也提升了，在对开路面上附着力不一样，而轮毂电机可以轻松应对，达到更好的性能，企业应在系统上下功夫，滑板底盘就是一个典型的应用。

 

　　中国汽车自动变速器创新联盟秘书长李盛其表示，理论上轮毂电机确实可以实现多种驱动方式和多种动力学功能，但其最核心的前提是分布式驱动控制算法足够优秀，而现实的行驶路况又无限复杂，这需要海量的数据和漫长的研发才能实现，这也是其最核心的难点所在。

 

　　商用车将先产业化应用

 

　　对于未来轮毂电机的产业化运用，吕超表示，商用车领域将是率先应用的主要场景，已经在客车、矿车等领域进行了一些应用实践，在乘用车领域主要瞄准的是高端乘用车市场，既能够承受当前轮毂电机的高定价，也能为车型带来差异化功能。从目前各家轮毂电机企业开发应用的进度来看，2025年有望成为轮毂电机乘用车车型量产落地的爆发点。

 

　　吕超对轮毂电机的产业化发展充满信心，他认为，没有解决不了的问题———轮毂电机制造成本高的问题，可通过国产化、产业化、规模化并进得到解决；主机厂对轮毂电机电力电子架构和智能控制系统的认识和应用研发能力不足的问题，可通过产学研用大协作、组建产业链创新联盟来解决；市场对轮毂电机先期应用的大力宣传引导力度不够的问题，国家的政策支持才是最好的舆论导向。

 

　　汽车电动化、智能化、网联化、共享化、低碳化，为轮毂电机技术及产业化提供了广阔的发展空间。一个即将形成的万亿市场，必将带来人才的聚集、主机厂的竞逐和资金的热捧。