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电动汽车本来可以更强的,都是钱的问题

本帖由 漂亮的石头2015-03-05 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    电动汽车为何不用电机直接驱动车轮?


    现在的纯电动汽车,都只是将引擎替换为电机,依然使用齿轮变速箱进行动力传递。为何不采用四个同步或步进电机直接驱动 4 个车轮?这样直接省略掉齿轮箱和离合器。然后由车载电脑精确控制四个轮子的转速和转矩,比什么适时四驱,双离合什么的不是强太多了?

    [​IMG] 关小熊,小二,中二,大二,研二

    由电机直接驱动车轮这个想法很早已经开始有了,更专业一点的,会叫这个玩意做轮毂电机(长成一个轮毂状,某些电动车上的,或者就是一个普通的电机,但会随着轮毂运动)还有一种轮边电机(在轮边装一个电机,安装位置在簧上,电机不随轮毂运动,用万向节传动)。

    乘用车方面的工程实践我不是特别清楚,胡扯一下其他方面的(以下介绍的均属轮毂电机)

    它就是,登登登登(请自行脑补音效),来自荷兰的 Delft 理工大学在大学生方程式中的参赛车(14 年),类似的还有德国斯图加特大学 green team 等壕。

    [​IMG]

    图为后轴左侧悬挂

    [​IMG]

    从图可以看出它的轮毂设计极其特殊,从车轮外侧到内侧分别是 制动盘、轮毂、轮边减速器、电机这样的布置

    下面这个图或许看得更加清楚,其中装有法兰台那圈外壳和电机之间还装有一个行星齿轮单级变速器

    [​IMG]

    下面贴点数据

    Bore: -
    Stroke: -
    Cylinders: -
    CC: -
    Fuel Type: Electric
    Fuel System: Lithium polymer accumulator.
    Motor:4x AMK DT5-14-10
    Mass:4.0 kg per motor
    Maximum power:27 kW per motor
    Maximum torque:28 Nm per motor
    Transmission: Four one stage planetary gearboxes
    Differential: Software actuated electrical differential
    Final Drive: 10.294:1​

    优点自然不用多说,通过电子控制可以实现差速,还可以实现四轮不同的抓地力的分配(类似于 ESP 和 TCS 的合体,只不过不是控制内侧车轮制动,而是直接控制电机扭矩输出),而且你看这数据多么凶残啊,单个电机 27kw,这么一台小车有 108kw,高达 146 马力,相当于一台 12 款的别克君威的 2L 自然吸气发动机。

    要是配到某些小型车(例如飞度思域高尔夫 polo 之类的)上简直是,爽!

    但是,终于到但是了!

    这个轮毂电机的缺点同样明显。

    1. 首先从上面的图片已经看出,在轮辋内部这么一点小小空间要布置下制动盘、制动卡钳、轮毂、轮边单级减速器、轮毂电机,还有叉臂的各个连接点等等等等,这会造成结构复杂程度以几何级速度上升,大大加大加工设计难度。(轮边部分零件生产成本上升)

    2. 加大簧下质量。仅对 DUT 的这种设计而言,它将原本属于簧上质量的一大部分质量都转移到簧下,这将会给汽车的行驶舒适性和操控稳定性带来致命性的打击

    3. 降低可靠性。在剧烈振动的工况下,电子系统相对于机械系统是没那么可靠的,例如被强烈冲击振松了电路的某个焊点,然后就会失去某轮的控制。为了提高可靠性,又不得不继续花钱咯

    4. 电池。这个是永远的黑点,不提也罢

    5. 轮毂电机本身的价格。之前有想法想要买的师兄提过,一只(该型号的)电机的价格区间大概在 2000 欧到 3000 欧。而上面那个壕有 4 只。人和人果然还是不能比啊!

    所以,不管什么问题其实都是钱的问题,乘用车最后没用上这玩意也是意料之中,不过某几家大厂的实验室里肯定玩着比上面所述更高级的玩意,回答完毕。

    如果还想有了解更多的朋友,

    请自己翻到他们的官网,附地址如下

    http://fsteamdelft.nl/en/

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