網(wǎng)友問題:
電動汽車為何不用電機直接驅(qū)動車輪?
網(wǎng)友回答:
我是故鄉(xiāng)的云
電動汽車很少有用電機直接驅(qū)動車輪的,因為目前應(yīng)用最廣的技術(shù)是最成熟簡單而且成本低易于控制的。
電動自行車就是電機直接驅(qū)動車輪,這個很簡單,因為它的電動機不需要考慮轉(zhuǎn)速差,只有一個輪子,它轉(zhuǎn)多快車就跑多快。
但是汽車不行,如果你直接把汽車四個輪子換成這樣的輪轂電機控制起來就麻煩了,因為汽車在轉(zhuǎn)彎時內(nèi)外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速是不一樣的,這時候你就需要根據(jù)轉(zhuǎn)向角度來合理控制兩個電動機的轉(zhuǎn)速差,以保證車輛靈活的操控性。如果處理不好的話在高速行駛中變道時車輪不能很好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速差動就會產(chǎn)生相互干涉,速度越快干涉越明顯,嚴重影響車輛穩(wěn)定性。而且電機安裝在車輪上會增加簧下質(zhì)量,影響車輛舒適性和操控性,可以想象成人,你把他雙腳綁個沙袋跑起來肯定不那么利索。
所以現(xiàn)在流行的方法就是在原本的驅(qū)動結(jié)構(gòu)上直接安裝電動機,電動機的動力經(jīng)過機械差速器分配后傳遞給兩側(cè)驅(qū)動輪,這樣只需要控制電動機轉(zhuǎn)速,車輪轉(zhuǎn)速差由差速器自動調(diào)節(jié),簡單可靠成本也低。
上圖是特斯拉Model s的驅(qū)動橋,圖中可以看到也是使用了一個電動機,經(jīng)過單級變速箱和差速器后把動力通過半軸傳遞給兩個驅(qū)動輪(圖中右側(cè)是電動機,左側(cè)是逆變器)。
其實現(xiàn)在已經(jīng)有電動機直接驅(qū)動車輪的量產(chǎn)車,那就是比亞迪的電動大巴K9,它的后橋使用了兩個電動機,分別驅(qū)動兩個后輪,這種結(jié)構(gòu)動力損失更少,但是對電機轉(zhuǎn)速控制要求比較高。
所以說電機直接驅(qū)動車輪從技術(shù)上來說是可行的,只是當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)足夠滿足大部分需求了,在沒有新需求的情況下沒必要為此再增加成本。
無聊到巔峰
但其實直接用電機驅(qū)動車輪的電動車是有的,叫做“四輪獨立驅(qū)動電動車”。
(輪轂電機)
所謂的“四輪獨立驅(qū)動電動車”就是由這種輪轂電機直接驅(qū)動車輪的。
除了這種靠輪轂電機驅(qū)動的電動車,還有另一種靠邊輪電機驅(qū)動的電動車,也是電機直接驅(qū)動車輪的:
(邊輪電機)
輪轂電機和邊輪電機最大的區(qū)別就是一個集成在輪胎內(nèi)部(輪轂電機),另一個則是電機在輪胎外連接(邊輪電機)。
因此,不能說“電動汽車為何不用電機直接驅(qū)動車輪”,而是一直都有電機驅(qū)動車輪的電動車,不但是現(xiàn)在有,早在百年前就有了(只不過那時候的引擎還是內(nèi)燃機)------沒錯,就是有答主提到的保時捷。
只不過呢,如今量產(chǎn)的電動車都不用輪轂電機罷了(有的客車用了邊輪電機)--------然則這個問題就是技術(shù)上的問題了,這里就稍微延伸一下。
電機直接驅(qū)動車輪當(dāng)然是有好處,而且好處非常大。因為通過電動傳動直接擺脫了機械傳動的束縛,極大的解放了車輛結(jié)構(gòu)。
由于輪轂電機直接驅(qū)動四輪獨立運動,使得機械式的離合器、變速器、傳動軸等等都可以棄之不用---- 因此,它絕對是未來的發(fā)展趨向:通過輕量化而減少能耗;通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化而提高主動安全性。
但是呢,目前的技術(shù)卻讓輪轂電機陷入了自我矛盾當(dāng)中。
1.輪轂電機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題
有答主提到過重量問題,當(dāng)然這是一點;但更多的問題在于,那么多東西集成在一個電機當(dāng)中(如上圖),我們?nèi)绾螌﹄姍C的結(jié)構(gòu)、材料的輕量化進行優(yōu)化?
其次,就整套系統(tǒng)而言,如果讓電機在更緊湊的體積下,獲得更好的驅(qū)動性能?
如今的技術(shù)狀況下,用輪轂電機驅(qū)動,重量極大、成本極高.....這不就是和初衷相左了嗎?
2.電機的耐久性、可靠性測試問題
如果要量產(chǎn)輪轂電機,最重要的問題就是它的“耐久性”和“可靠性”夠不夠。
按今天的技術(shù)水平,別說是通過類似“內(nèi)燃機臺架測試”的測驗,甚至外行點的朋友們用腦子想想都能猜個八九不離十了:
1.輪轂電機用了永磁體,這玩意高溫會消磁;
2.集成在車輪上,與外空間接觸極大,對惡劣的環(huán)境適應(yīng)如何?
3.既然是電控集成,那么現(xiàn)在有沒有配套的ESP能精確調(diào)教整車參數(shù)?
這幾個問題就是橫在四輪獨立驅(qū)動電動車面前的大山.......現(xiàn)在是難以解決的。
當(dāng)然,我們眼光也不用只盯著輪轂電機,還有邊輪電機,雖然目前依然是集中式的驅(qū)動形式,但未來攻克了諸多課題之后,勢必會迎來諸君們想象不到的世界.....
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