由汽車評價研究院主辦的中國輪轂電機產業(yè)化研討會在天津舉行。研討會現場,眾多高校教授、國內知名整車企業(yè)、研究院專家一起,就汽車輪轂電機發(fā)展前景和輪轂電機產業(yè)化發(fā)展中的痛點和難點問題展開了深入探討。
上海交通大學汽車研究院副院長、汽車電子控制技術國家工程實驗室副主任殷承良應邀在本次大會上做主題演講。以下是他分享的內容。
上海交通大學汽車研究院副院長、汽車電子控制技術國家工程實驗室副主任殷承良
金句導讀:
1: 智能汽車走到無人駕駛階段,一定要讓制動、驅動的響應速度非???,這個過程中輪轂電機有非常大的優(yōu)勢。
2: 通過輪轂電機實現 ABS、ESP 這些功能是非常好的,這樣可以有特別快速地響應調整。
3: 振動特性這個難點是顛覆性的,把這個問題解決好了才是產業(yè)化最核心的問題。
非常感謝有這么一個機會跟大家分享,我主要來講輪轂電機應用時可能出現的問題和難點。
輪轂電機應用在乘用車上存在多重挑戰(zhàn)
首先第一個大的難點是整車的簧載質量和非簧載質量的問題,這個是制約輪轂電機應用,特別是在轎車上應用最大的問題。
如果是商用車,車身質量遠大于車輪的時候,路面上的振動激勵對車身沒有太大的影響。但是對于普通乘用車而言,輪轂電機本身就比普通的輪子質量大,當車身質量 M 和車輪質量 m 的比值越來越小時,振動問題就來了。
當 M:m 小于 10:1 的情況下,底下很輕微的一點振動傳到上面都會很明顯。從振動的角度上來講,共振頻率在極端情況可以達到 30 赫茲,比如高速搓板路。
解決這些問題有幾種辦法,一方面通過調整頻率,把它調整到一個比較高的頻率,避開它,不要讓它產生共振。還有一種是通過主動懸架和類似的方法,反向加個力,把它化解掉,這里面跟底盤設計有關,會帶來顛覆性的改變。
轎車上這個問題尤其明顯,再加上人的身體還有敏感頻率(幾赫茲到 6 赫茲之間),如果在這個區(qū)間,人就會很難受,實際應用時就要在質量、阻尼、鋼度之間找到平衡點。
第二個問題是動力性,今天重點講轎車,輪轂電機設計要求特別緊湊,在一個很小的空間之內,做出高功率、大扭矩比較困難。我們評價轎車驅動當中有一個很重要的指標,不光是瞬時的峰值功率,峰值扭矩,最大的挑戰(zhàn)在于連續(xù)功率和連續(xù)扭矩,這里面可能會有這樣的問題。
這里還會帶來散熱的問題。當動力性很強的時候,電流相對很大,一方面對電子器件要求是相對比較高的,另外大電流會產生比較高的熱量。在這樣一個很小的空間里,對冷卻系統(tǒng)、密封性、抗腐蝕性都是比較大的挑戰(zhàn)。
另外還有一個問題在于控制器,把控制器直接放在輪轂電機里,好處是集成在一起,但是質量、可靠性、耐久性可能都會有問題。
所以,在乘用車上應用輪轂電機任重道遠,一定要和整車廠一起做底盤的全新開發(fā)和設計。
輪轂電機優(yōu)勢明顯 匹配過程仍要未雨綢繆
智能汽車走到無人駕駛階段,一定要讓制動、驅動的響應速度非??欤@個過程中輪轂電機相比于通過液壓機構逐級傳遞,它要快的多,有非常大的優(yōu)勢。在電動汽車上,通過輪轂電機實現能量回收也會有一個比較好的表現。
另外,由于搭載輪轂電機的四個車輪可以獨立可控,通過輪轂電機實現 ABS、ESP 這些功能是非常好的,這樣可以有特別快速地響應調整。
總結下來,乘用車使用輪轂電機在機械性方面可能有難點,其中振動特性這個難點尤為突出,把這個問題解決好了才是產業(yè)化最核心的問題。另外還有冷卻散熱、控制器布局等問題。最后,智能化的應用方面,實現線控轉向、線控制動過程中,萬一中間線控出現問題,其實是災難性的問題,因此還要提前設計好冗余度。