3月25日-27日，在2022中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上，中國科學(xué)院院士歐陽明高發(fā)表演講。

 

中國科學(xué)院院士歐陽明高

歐陽明高表示，中國的新造車勢力最需要防控的競爭對手將來可能會(huì)來自美國，除了特斯拉，現(xiàn)在又出現(xiàn)了一批滑板底盤的公司、智能汽車的公司，都是來自美國的創(chuàng)新企業(yè)，這是中國新能源汽車面臨的最大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

歐陽明高指出，現(xiàn)在大量采用分布式驅(qū)動(dòng)來做滑板底盤，比方說雙電機(jī)、三電機(jī)?，F(xiàn)在三電機(jī)又開始出現(xiàn)集中電機(jī)和輪邊電機(jī)，還有直接用輪邊電機(jī)，分布式驅(qū)動(dòng)又有好幾種方式。最終的顛覆性是用輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)會(huì)給整個(gè)底盤的自動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向帶來更加革命性的變化。

 

國外現(xiàn)在開發(fā)所謂的e—corner，所有的都在驅(qū)動(dòng)、懸架、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向都靠輪轂電機(jī)，四個(gè)輪子一塊板，上面放車架，這是顛覆性的。

 

 

歐陽明高還強(qiáng)調(diào)采用輪轂電機(jī)方案，來做滑板底盤具有4大優(yōu)勢：

 

第一，空間和能量增加。

第二，驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)都靠輪轂電機(jī)。

第三，靈活，原地打轉(zhuǎn)，各種各樣的功能。

第四，更好地支持全自動(dòng)駕駛，這是全自動(dòng)駕駛非常貼切的一種電動(dòng)化底盤。

 

隨著Rivian在美國上市，備受資本市場投資者歡迎，滑板底盤一時(shí)間成為了行業(yè)熱點(diǎn)話題，而輪轂電機(jī)則不太為人熟知。

 

什么是輪轂電機(jī)？

 

輪轂電機(jī)是將車輛的“動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)”集成到一起而設(shè)計(jì)出來的電機(jī)。

 

傳統(tǒng)電動(dòng)汽車的傳動(dòng)方案是，把電機(jī)的輸出扭矩通過變速器和差速器等傳遞到車輪。而輪轂電機(jī)技術(shù)是將電機(jī)裝在輪轂內(nèi)，不經(jīng)過任何機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳遞，直接驅(qū)動(dòng)車輪。

 

輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，知名的汽車大師費(fèi)迪南德·保時(shí)捷就在1896年獲得到了英國賦予的輪轂電機(jī)發(fā)明專利，裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)車也隨之誕生。2003年通用汽車將自行研制的輪轂電機(jī)應(yīng)用到雪佛蘭S-10皮卡車中，車輪重量僅增加15Kg，但產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩比普通雪佛蘭S-10四缸皮卡車高60%。

 

對于傳統(tǒng)車輛來說，離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器乃至分動(dòng)器都是必不可少的，而這些部件不但質(zhì)量重、讓車輛的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，同時(shí)也存在需要定期維護(hù)和故障率的問題。

 

輪轂電機(jī)就很好地解決了這個(gè)問題，可以省略大量傳動(dòng)部件，讓車輛結(jié)構(gòu)更簡單；同時(shí)可以避免傳動(dòng)損失，減少能耗。數(shù)據(jù)顯示，相對于傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)來說，輪轂電機(jī)可以提高8%-15%左右的效率。

 

從全球范圍來看，輪轂電機(jī)主要是一些以滑板底盤為基礎(chǔ)的造車新勢力在應(yīng)用，國外的代表企業(yè)是REE,國內(nèi)的代表企業(yè)是PIX Moving。

 

國外采用輪轂電機(jī)的滑板底盤玩家

 

國外滑板底盤主要玩家美國的電動(dòng)車企業(yè)Rivian、Canoo，以色列的REE，和英國電動(dòng)汽車制造商Arrival等企業(yè)。而采用輪轂電機(jī)技術(shù)方案的主要代表是REE。

 

REE最大特點(diǎn)就是安裝在四個(gè)角落的集成驅(qū)動(dòng)單元，其中包括電機(jī)、制動(dòng)器、彈簧、減震器，外部包覆著車輪和輪胎。任何一個(gè)單元都可以根據(jù)需要加入驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或脫離。驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制動(dòng)器、彈簧和彈簧的大小和特性都可以定制，以適應(yīng)一系列不同的車輛類型。

 

REE 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官 Ahishay Sardes 解釋了這項(xiàng)技術(shù)：“REEcorners 中的電機(jī)是完全簧載的質(zhì)量，位于懸架的底盤側(cè)。通過最大限度地減少簧下質(zhì)量，REEcorners 旨在實(shí)現(xiàn)最佳的乘坐和操控車輛動(dòng)力學(xué)。REE 計(jì)劃利用真正的線控技術(shù)通過完全線控、線控制動(dòng)和線控轉(zhuǎn)向技術(shù)控制車輛的每個(gè)角落，預(yù)計(jì)將提供車輛穩(wěn)定性、響應(yīng)性和安全性，具有完全獨(dú)立的車輪控制?！?/span>

REE滑板底盤

 

中國采用輪轂電機(jī)的滑板底盤玩家

 

中國滑板底盤玩家主要有PIX Moving和悠跑科技。根據(jù)公開資料顯示，采用輪轂電機(jī)技術(shù)方案的是PIX Moving。

 

PIX Moving采用四輪輪轂電機(jī)分布式電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，核心控制算法自主研發(fā)，輪轂電機(jī)可以在穩(wěn)定性控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)前驅(qū)、后驅(qū)、四驅(qū)多種復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)形式。

PIX智能滑板底盤強(qiáng)調(diào)“車輪-地面”交互關(guān)系，體現(xiàn)為舒適性、操控性的提升。

 

比如，通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)類似履帶式車輛的差動(dòng)轉(zhuǎn)向， 減小車輛的轉(zhuǎn)彎半徑，在特殊情況下幾乎可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。

 

原地轉(zhuǎn)向動(dòng)圖

PIX Moving分布式驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)優(yōu)勢在于，提升了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的軌跡跟蹤精度，通過轉(zhuǎn)矩矢量分配控制和主動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向控制的雙重調(diào)節(jié)方式，來跟蹤參考質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速率。

搭載輪轂電機(jī)的滑板底盤，運(yùn)行非常靈活

（動(dòng)圖來自PIX Moving）

 

即使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)規(guī)劃一條復(fù)雜的期望軌跡曲線，車輛的軌跡跟蹤誤差也非常小，而且車輛具有更好的橫縱向穩(wěn)定和操控性能。

 

除了滑板底盤以外，目前PIX Moving已應(yīng)用于無人駕駛小巴--Robobus。

 

運(yùn)行靈活，可實(shí)現(xiàn)45度側(cè)向運(yùn)行

 

采用分布式驅(qū)動(dòng)的Robobus

 

輪轂電機(jī)--電動(dòng)汽車的終極解決方案

 

從性能本身來看， 輪轂電機(jī)技術(shù)具備更加運(yùn)行高效、節(jié)能、輕量化、小型化等優(yōu)點(diǎn)，能有效解決新能源汽車成本、能耗、艙體容積等問題，是未來電動(dòng)汽車應(yīng)用趨勢。

 

從發(fā)展趨勢上看， 隨著技術(shù)的進(jìn)步，L4-L5級的無人駕駛時(shí)代終將全面到來。當(dāng)消費(fèi)者不再需要駕駛汽車的時(shí)候，汽車產(chǎn)品定義不再是以駕駛為中心，而是會(huì)注重車輛的空間屬性。汽車的產(chǎn)品定位將不再是“載人交通工具”，而是真正意義上的“移動(dòng)空間”，是生活的一部分。采用輪轂電機(jī)，在同等尺寸下可以獲得更多的空間。

 

上部艙體空間獲得率更高

（圖片來自PIX Moving）

 

所以不管是從性能本身還是未來發(fā)展趨勢，輪轂電機(jī)都將成為電動(dòng)汽車的終極解決方案。

 

不過，現(xiàn)在輪轂電機(jī)也面臨一系列問題，比如不易散熱、噪音大、使用壽命短、差速算法等，所以目前輪轂電機(jī)主要應(yīng)用在中低速領(lǐng)域。

 

目前來看，新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，集中式是當(dāng)下主流，而分布式是未來趨勢。隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展以及技術(shù)的進(jìn)步與突破，輪轂電機(jī)將進(jìn)入乘用車市場，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；纳虡I(yè)應(yīng)用。

 

而像REE和PIX Moving 提前布局的智能汽車企業(yè)，將獲得先發(fā)優(yōu)勢。