不少業內人士十分看好輪轂電機的應用前景,預計該技術將在三到五年內實現快速增長,我國輪轂電機的產業化應用即將步入加速期。
產業化可先在大中型客車上實現
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Protean Drive 輪轂電機
“輪轂電機的應用前景十分廣闊,但其應用會有先后順序,會率先在大中型客車上得到應用。” 中國汽車自動變速器創新聯盟秘書長李盛其在接受記者采訪時說。
在李盛其看來,輪轂電機在大中型客車上的應用是從交通出行一體化角度綜合考慮得出的結論。目前,國內一二線城市乃至三線城市都面臨著節能環保和運營效率兩方面的壓力。通過發展大中型新能源客車,可以改變交通資源的利用方式,而輪轂電機在大中型新能源客車上的應用正好可以實現節能環保和提升運營效率,可謂“一轂兩利”。
對于輪轂電機技術來說,技術上最大的挑戰是簧上和簧下質量的配比,這關系到車輛的平順性問題,大中型客車恰恰對此的要求不高。李盛其表示,一方面,在大中型客車上,由于載客量大,使得簧上和簧下的質量配比并不明顯;另一方面,大中型客車在城市中的運行速度較慢,大多數客車在城市中行駛速度不超過80公里/小時,速度慢對輪子增加重量帶來的慣量會小很多。
此外,城市內的客車一般是定點定線運營,不僅路況較好,而且便于車輛補電。“最重要的一點是,應用輪轂電機技術的大中型客車,由于省去了原來的傳動部件,可以做成真正的低地板、大開門、寬通道,使得乘客可以更加便捷地上下車,提高公共交通的運力。”李盛其說。據了解,采用e-Traction輪轂電機技術的公交車,大約可以提升20%的運力,車身自重也可減輕30%。
泰特機電在收購e-Traction之前,副總裁鄧中原曾經專門到歐洲進行實地考察,了解到歐洲8個國家的大巴、公交車上已經應用了e-Traction的輪轂電機產品,這些車輛的能源效率可以達到92%以上。對于車輛的續駛里程,鄧中原則認為這與很多因素相關,如空調以及其他輔助設備的使用。“目前的情況是,在空調和其他輔助設備正常用電的情況下,12米長、容量200度電的公交車充電90%可行駛260公里。”鄧中原說。
“中國自主客車企業能夠主導技術和市場,這也是輪轂電機能夠在大中型客車上率先應用的一大優勢。”李盛其指出,“中國客車行業不僅擁有全球最大的市場,而且擁有技術話語權,大客車配套采購體系開放,企業尋求新技術的積極性很高,這些都將推動輪轂電機技術在大中型客車領域的應用。 ”
大規模應用快則三年、慢則五載
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泰特機電的輪轂電機
公共交通學者王健同樣看好輪轂電機在電動巴士領域的應用。王健認為,輪轂電機的商業價值就在于把傳統的動力推進系統,包括變速箱、傳動軸、差分器以及車橋等一系列環節(部件)“消滅”掉,由電機直接驅動車輪前進。“從理論上講,減少這些‘環節’意味著能源效率的提高,這正是輪轂電機給巴士運營商和制造商帶來的最大商業價值。”王健說。
鄧中原明確表示,裝上輪轂電機的車輛省去了原有的傳動部件,使得車身自重減輕,續駛里程增加。這意味著在同樣的續駛里程下,電池組可以減少;當然,省去的車身重量也可以用于多裝電池,增大續駛里程。
“在我國,許多人將輪邊電機和輪轂電機混為一談,事實上兩者之間有微妙的區別。”王健認為,輪邊電機是把車的電機放在車輪旁邊或車輪輪輞內,通過減速機構來驅動車輛的行駛,中間有個減速機。但是,真正意義的輪轂電機,應該是由電機直接驅動車輪行駛,中間是沒有齒輪或者說沒有減速機構。在王健看來,輪邊電機應該算是第二代驅動方式,而輪轂電機可以算作第三代驅動方式。泰特機電總裁趙光中認為,第三代技術比前兩代技術的效率更高。
據了解,在我國,大量的電動摩托車已經廣泛使用輪轂電機,為中國汽車行業使用輪轂電機積累了一定的產業經驗。但由于功率和使用環境的差異,輪轂電機只在低速汽車,以及礦山車輛、軍用坦克上有小規模的應用,在中小型客車上運用則很少。與此同時,隨著客車電動化趨勢日趨明顯,比亞迪、九龍客車等企業開始使用輪邊驅動方式,許多車橋廠、車廠也紛紛模仿。
“輪邊電機在中國新能源客車領域已經成為一個主流的技術路線;而真正意義上沒有齒輪的輪轂電機驅動方式目前還沒有實際的運用。”王健指出,“但是,輪轂電機在三到五年將會實現快速增長,未來10年應用會比較普遍。”
“國內輪轂電機方面的技術研發和應用落后于國外,通過引入國外先進技術將大大加快輪轂電機技術在我國汽車領域的應用進程。”李盛其也表示,“輪轂電機大規模產業化應用的時間最快三年,最慢五年。”
實現產業化關鍵在于成本和技術
許多目光敏銳的企業已經展開對輪轂電機產業的布局。天海同步集團在全資收購e-Traction之前,還入股了美國知名輪轂電機公司Protean Electric,目前Protean Electric的天津工廠正在進行試生產,計劃11月底電機正式下線。在此之前,浙江亞太機電股份有限公司已經以參股方式投資斯洛文尼亞Elaphe公司,該公司也是一家專注于電動汽車及其他車輛輪轂電機技術的公司。
事實上,不少客車企業也已經看到了輪轂電機技術的巨大潛力。據了解,宇通客車早已在輪轂電機技術方面有所準備。一位車企負責人也表示看好輪轂電機技術。“這項技術可以使車輛后部空間增大,現在主流新能源公交車車型都只有兩個門,未來應用輪轂電機技術后,車輛或許還能增加第三個門。” 該負責人表示,“輪轂電機的大規模應用必須要看具體的產品,關鍵仍在于成本的把控和技術水平的提升。”
王健指出,商用車和乘用車對輪轂電機的具體技術要求不同。在乘用車方面,車輛從零起動到加速到120公里/小時,電機的速度變化幅度很大;同時,乘用車要面對各種環境條件,這與低速的代步車只在小范圍內使用不同,需要更高的技術要求。大客車的特點是載重量很大,從靜止到轉動需要的扭力很大,技術上的挑戰也比摩托車大得多。這些技術難點都需要進一步突破。李盛其則強調,即使引入國外成熟技術,在客車上應用也需要非常嚴格的試驗,產品的匹配調試需要一定時間。