網(wǎng)友問(wèn)題:
電動(dòng)汽車(chē)為何不用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪?
網(wǎng)友回答:
我是故鄉(xiāng)的云
電動(dòng)汽車(chē)很少有用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的,因?yàn)槟壳皯?yīng)用最廣的技術(shù)是最成熟簡(jiǎn)單而且成本低易于控制的。
電動(dòng)自行車(chē)就是電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪,這個(gè)很簡(jiǎn)單,因?yàn)樗碾妱?dòng)機(jī)不需要考慮轉(zhuǎn)速差,只有一個(gè)輪子,它轉(zhuǎn)多快車(chē)就跑多快。

但是汽車(chē)不行,如果你直接把汽車(chē)四個(gè)輪子換成這樣的輪轂電機(jī)控制起來(lái)就麻煩了,因?yàn)槠?chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外側(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速是不一樣的,這時(shí)候你就需要根據(jù)轉(zhuǎn)向角度來(lái)合理控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速差,以保證車(chē)輛靈活的操控性。如果處理不好的話在高速行駛中變道時(shí)車(chē)輪不能很好地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生相互干涉,速度越快干涉越明顯,嚴(yán)重影響車(chē)輛穩(wěn)定性。而且電機(jī)安裝在車(chē)輪上會(huì)增加簧下質(zhì)量,影響車(chē)輛舒適性和操控性,可以想象成人,你把他雙腳綁個(gè)沙袋跑起來(lái)肯定不那么利索。
所以現(xiàn)在流行的方法就是在原本的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)上直接安裝電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)機(jī)械差速器分配后傳遞給兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪,這樣只需要控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,車(chē)輪轉(zhuǎn)速差由差速器自動(dòng)調(diào)節(jié),簡(jiǎn)單可靠成本也低。

上圖是特斯拉Model s的驅(qū)動(dòng)橋,圖中可以看到也是使用了一個(gè)電動(dòng)機(jī),經(jīng)過(guò)單級(jí)變速箱和差速器后把動(dòng)力通過(guò)半軸傳遞給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(圖中右側(cè)是電動(dòng)機(jī),左側(cè)是逆變器)。
其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的量產(chǎn)車(chē),那就是比亞迪的電動(dòng)大巴K9,它的后橋使用了兩個(gè)電動(dòng)機(jī),分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)后輪,這種結(jié)構(gòu)動(dòng)力損失更少,但是對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制要求比較高。
所以說(shuō)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪從技術(shù)上來(lái)說(shuō)是可行的,只是當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)足夠滿(mǎn)足大部分需求了,在沒(méi)有新需求的情況下沒(méi)必要為此再增加成本。
無(wú)聊到巔峰
但其實(shí)直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的電動(dòng)車(chē)是有的,叫做“四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)”。

(輪轂電機(jī))
所謂的“四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)”就是由這種輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的。

除了這種靠輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē),還有另一種靠邊輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē),也是電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的:

(邊輪電機(jī))
輪轂電機(jī)和邊輪電機(jī)最大的區(qū)別就是一個(gè)集成在輪胎內(nèi)部(輪轂電機(jī)),另一個(gè)則是電機(jī)在輪胎外連接(邊輪電機(jī))。
因此,不能說(shuō)“電動(dòng)汽車(chē)為何不用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪”,而是一直都有電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的電動(dòng)車(chē),不但是現(xiàn)在有,早在百年前就有了(只不過(guò)那時(shí)候的引擎還是內(nèi)燃機(jī))------沒(méi)錯(cuò),就是有答主提到的保時(shí)捷。
只不過(guò)呢,如今量產(chǎn)的電動(dòng)車(chē)都不用輪轂電機(jī)罷了(有的客車(chē)用了邊輪電機(jī))--------然則這個(gè)問(wèn)題就是技術(shù)上的問(wèn)題了,這里就稍微延伸一下。
電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪當(dāng)然是有好處,而且好處非常大。因?yàn)橥ㄟ^(guò)電動(dòng)傳動(dòng)直接擺脫了機(jī)械傳動(dòng)的束縛,極大的解放了車(chē)輛結(jié)構(gòu)。
由于輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)四輪獨(dú)立運(yùn)動(dòng),使得機(jī)械式的離合器、變速器、傳動(dòng)軸等等都可以棄之不用---- 因此,它絕對(duì)是未來(lái)的發(fā)展趨向:通過(guò)輕量化而減少能耗;通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化而提高主動(dòng)安全性。
但是呢,目前的技術(shù)卻讓輪轂電機(jī)陷入了自我矛盾當(dāng)中。
1.輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題
有答主提到過(guò)重量問(wèn)題,當(dāng)然這是一點(diǎn);但更多的問(wèn)題在于,那么多東西集成在一個(gè)電機(jī)當(dāng)中(如上圖),我們?nèi)绾螌?duì)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、材料的輕量化進(jìn)行優(yōu)化?
其次,就整套系統(tǒng)而言,如果讓電機(jī)在更緊湊的體積下,獲得更好的驅(qū)動(dòng)性能?
如今的技術(shù)狀況下,用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng),重量極大、成本極高.....這不就是和初衷相左了嗎?
2.電機(jī)的耐久性、可靠性測(cè)試問(wèn)題
如果要量產(chǎn)輪轂電機(jī),最重要的問(wèn)題就是它的“耐久性”和“可靠性”夠不夠。
按今天的技術(shù)水平,別說(shuō)是通過(guò)類(lèi)似“內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架測(cè)試”的測(cè)驗(yàn),甚至外行點(diǎn)的朋友們用腦子想想都能猜個(gè)八九不離十了:
1.輪轂電機(jī)用了永磁體,這玩意高溫會(huì)消磁;
2.集成在車(chē)輪上,與外空間接觸極大,對(duì)惡劣的環(huán)境適應(yīng)如何?
3.既然是電控集成,那么現(xiàn)在有沒(méi)有配套的ESP能精確調(diào)教整車(chē)參數(shù)?
這幾個(gè)問(wèn)題就是橫在四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)面前的大山.......現(xiàn)在是難以解決的。
當(dāng)然,我們眼光也不用只盯著輪轂電機(jī),還有邊輪電機(jī),雖然目前依然是集中式的驅(qū)動(dòng)形式,但未來(lái)攻克了諸多課題之后,勢(shì)必會(huì)迎來(lái)諸君們想象不到的世界.....
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