泰特機電何君正：輪轂電機的技術(shù)特點
圖為湖北泰特機電有限公司總裁何君正發(fā)表主題演講
在中國電動汽車百人會論壇（2018）的“全球智能汽車峰會”主題論壇上，湖北泰特機電有限公司總裁何君正發(fā)表主題演講。
以下是演講實錄：
湖北泰特作為一個新的公司非常榮幸參加此次技術(shù)交流。下面我介紹的是商用車輪轂電機驅(qū)動橋總成技術(shù)，今天現(xiàn)場也有我們的產(chǎn)品展示。
為什么要開發(fā)新能源？這個不重點講，相信大家都很清楚。現(xiàn)在大家已經(jīng)形成了一個共識，整個汽車產(chǎn)業(yè)應(yīng)該影響了整個電驅(qū)時代，各國都有傳統(tǒng)燃油車推出的時間表，我們國家也在討論這方面的具體實施步驟。電驅(qū)時代，我們正在思考一個問題，就是什么樣的電驅(qū)系統(tǒng)會是最佳的技術(shù)方案，現(xiàn)在我們關(guān)注的點是從電機到動力輸出這個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)里面的效率問題，統(tǒng)計結(jié)果是這個環(huán)節(jié)基本上是70%-94%。我們應(yīng)該考慮如何減少動力總成系統(tǒng)，包括電機以及到車輪之間傳遞系統(tǒng)的損耗，我們認為輪轂電機直驅(qū)技術(shù)是能源最大化的一個解決方案。
介紹一下我們正在使用的幾大傳遞路線：第一種是中央電機，70%-80%的車輛都會采用這種技術(shù)。第二種是分布式驅(qū)動，主要是輪邊電機驅(qū)動橋，另一種是更集成化的輪轂電機驅(qū)動橋，我們現(xiàn)在走的就是輪轂電機的產(chǎn)品路線。
這張圖可以看到三大驅(qū)動的傳遞鏈，中央驅(qū)動中間有電機到車輪之間的減速箱或者變速箱，實現(xiàn)兩個輪子之間的插速。輪邊電機就是一個電機變?yōu)閮蓚€電機，再加上兩個減速箱分別驅(qū)動兩個驅(qū)動輪。輪轂電機是追求更高效的方案，就是把減速箱也去掉，電機直接集成在輪子里面驅(qū)動。
比較一下輪轂電機和其它驅(qū)動系統(tǒng)的能耗區(qū)別，這是我們在歐洲委托第三方，針對同一部12米的滿載純電動客車，按照城市路況進行電耗檢測。實測結(jié)果是中央電機1.06度/公里，輪邊電機是1.04度/公里，輪轂電機是0.91度/公里。比較同一款車不同的驅(qū)動系統(tǒng)，輪轂電機的平均效率要提升15%，電耗節(jié)省15%。
國內(nèi)我們也專門對一部車進行測試，分成滿載和空載兩種。這也是17.78噸的城市公交。現(xiàn)在我們測出滿載的情況下，按照城市公交工況，輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的耗電是0.56度/公里，整車總的電耗是0.82度/公里。下面是我們測的城市工況下的空載情況，輪轂電機總成電耗是0.67度/公里，所以整車的效果還是比較好的，和原來的驅(qū)動系統(tǒng)對比應(yīng)該是省了20%左右的電。
這是我們驅(qū)動橋總成的產(chǎn)品，包括輪轂電機控制，是由四大系統(tǒng)組成：第一部分是車輪，它的技術(shù)就是輪轂電機的直驅(qū)技術(shù)。第二部分是電機控制器，也是集成在輪子里面，和電機集成在一塊，這是一個高電壓的電機驅(qū)動技術(shù)。第三部分是整車控制技術(shù)，我們叫做PCM控制，包括整車的控制和最關(guān)鍵的電子測速技術(shù)。第四部分是高壓配電技術(shù)。
輪轂電機的技術(shù)特點主要是這樣幾個方面：
我們把電機布置在車輪里面，所以整個驅(qū)動電機包括控制器都集成在車輪的輪轂內(nèi)部。使用這種傳動方案最顯著的特點就是減少了驅(qū)動系統(tǒng)的零件，我們把變速箱、車橋、差速器全部省掉，所以對比的是省掉了80%的運動件，而且根據(jù)輪轂電機的特點匹配了高效的電機，從而實現(xiàn)效率的最大化。現(xiàn)在我們能夠達到的是電機到車輪的輸出，效率最高，達到92%-94%。當然還有一個電量反沖，這也是比較直接的一個方案。集成化和檢測化的設(shè)計就是把控制器高度集成在輪轂里面，原來底盤下面用于傳動系統(tǒng)的部分空間都省下來了，便于整車設(shè)計的空間最大化，可以把這些空間用來裝電池或者其它特殊的功能。
產(chǎn)品設(shè)計是按照全生命周期的免維護，歐洲是按照10年100萬公里使用，目的是達到運營與維修成本的最小化。由于我們采用了分布式驅(qū)動，沒有機械的差速器，通過控制兩個電機實現(xiàn)電子差速，所以商用車領(lǐng)域產(chǎn)品就是一個滴滴版通道的驅(qū)動橋，所有的車輛可以是直接上去，車內(nèi)沒有臺階，都是平的通道，這樣的好處就是整個舒適性、承載率都得到了提升。電子差速是兩個輪子單獨控制扭矩轉(zhuǎn)速，所以對一些路況以提高車輛的通過性。
再就是直驅(qū)的特點，整個噪音會非常低，使用工況當中應(yīng)該是低于75分貝，同時直驅(qū)的特點也決定了加速性和平順性，車輛的舒適方面也得到了提升。
大家可能比較關(guān)心的是成本，但不光是買車的成本，還要考慮買車以后整個使用周期。產(chǎn)品效率提升15%，意味著相同的續(xù)航里程可以降低電池的裝車量。昨天大家也都在說增加續(xù)航里程，一定要拼命地增加多裝電池或者提高電池的能量密度，一味地提高能量密度可能也有安全隱患。實際上作為一個驅(qū)動系統(tǒng)，如果更多地對這個方面關(guān)注提高整個效率，也是可以達到延長續(xù)航歷程的效果。如果是少裝電池，整個車輛的輕量化也能夠達到，也就是降低整車的重量。滴滴版大通道的設(shè)計可以提高車輛的載客數(shù)量，而且我們是一個免維護的產(chǎn)品，原來傳統(tǒng)的需要維護整個車輛的成本，因為原來的車橋和減速箱都要換油和易損件，所以成本也降低了，我們計算下來TCU應(yīng)該會下降10%。
輪轂電機在未來的智能駕駛方面也有很大的提升，輪轂電機是驅(qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)在一塊，可以直接傳遞至車輪，就是整個車的執(zhí)行器，中間減少了電機和車輪之間的機械環(huán)節(jié)，使得整個控制信號更加準確和直接。我們未來使用智能駕駛肯定要增加很多元件，元件的增加就會增加電耗，也就需要多增加電池。動力系統(tǒng)的高效性會有優(yōu)勢，如果動力系統(tǒng)能夠省電，那么就能夠彌補由于智能駕駛系統(tǒng)引起的損耗，分布式驅(qū)動與電子差速可以提高智能駕駛應(yīng)對復(fù)雜路況的能力。
前面說的是輪轂電機的技術(shù)，下面簡單地說一下我們的應(yīng)用。輪轂電機在國外是歐洲的公司用，實際上已經(jīng)是在8個國家10多條純電動商用車的路線上運營，最早的一批是從2009年開始營運。這是我們在歐洲使用的車型，包括公交以及一些商用車，還有城市物流車的應(yīng)用，還有純電動多節(jié)車廂的公交車，這里是四節(jié)車廂、三個驅(qū)動橋，也是我們一起探討的新的車型，適用于輪轂電機驅(qū)動。
最后借著這個機會講一講我們所做的中國版。2018年我們將會推出扭矩更大、尺寸更小的通用商用車的輪轂電機系統(tǒng)，效率也都得到了很大的提升。
問：輪轂的散熱是怎么做的？
答：因為是大扭矩，效率是我們要重點考慮的，而且電機和控制器也要散熱，都是集成在電機里面。通過嚴格的散熱分析，我們還是采用水冷，主要是從冷卻水路的布置當中考慮，我們完全都是能夠達到整個電機的使用要求。
（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）
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