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電動(dòng)汽車為何不用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪?
網(wǎng)友回答:
我是故鄉(xiāng)的云
電動(dòng)汽車很少有用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪的,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)自行車就是電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪,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)多快車就跑多快。
但是汽車不行,如果你直接把汽車四個(gè)輪子換成這樣的輪轂電機(jī)控制起來就麻煩了,因?yàn)槠囋谵D(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速是不一樣的,這時(shí)候你就需要根據(jù)轉(zhuǎn)向角度來合理控制兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速差,以保證車輛靈活的操控性。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)重影響車輛穩(wěn)定性。而且電機(jī)安裝在車輪上會(huì)增加簧下質(zhì)量,影響車輛舒適性和操控性,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)過單級(jí)變速箱和差速器后把動(dòng)力通過半軸傳遞給兩個(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)車輪的量產(chǎn)車,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。
所以說電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪從技術(shù)上來說是可行的,只是當(dāng)前的技術(shù)已經(jīng)足夠滿足大部分需求了,在沒有新需求的情況下沒必要為此再增加成本。
無聊到巔峰
但其實(shí)直接用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的電動(dòng)車是有的,叫做“四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車”。
(輪轂電機(jī))
所謂的“四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車”就是由這種輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪的。
除了這種靠輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車,還有另一種靠邊輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車,也是電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪的:
(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“電動(dòng)汽車為何不用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪”,而是一直都有電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪的電動(dòng)車,不但是現(xiàn)在有,早在百年前就有了(只不過那時(shí)候的引擎還是內(nèi)燃機(jī))------沒錯(cuò),就是有答主提到的保時(shí)捷。
只不過呢,如今量產(chǎn)的電動(dòng)車都不用輪轂電機(jī)罷了(有的客車用了邊輪電機(jī))--------然則這個(gè)問題就是技術(shù)上的問題了,這里就稍微延伸一下。
電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪當(dāng)然是有好處,而且好處非常大。因?yàn)橥ㄟ^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)是未來的發(fā)展趨向:通過輕量化而減少能耗;通過結(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)化問題
有答主提到過重量問題,當(dāng)然這是一點(diǎn);但更多的問題在于,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)試問題
如果要量產(chǎn)輪轂電機(jī),最重要的問題就是它的“耐久性”和“可靠性”夠不夠。
按今天的技術(shù)水平,別說是通過類似“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)在有沒有配套的ESP能精確調(diào)教整車參數(shù)?
這幾個(gè)問題就是橫在四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車面前的大山.......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,但未來攻克了諸多課題之后,勢(shì)必會(huì)迎來諸君們想象不到的世界.....
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