輪轂電機(jī)能改變新能源汽車格局嗎？

據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2013年中國汽車銷量達(dá)到2198.41萬輛，繼續(xù)蟬聯(lián)產(chǎn)銷世界第一“寶座”。但中國并非汽車的發(fā)源地，本身相對(duì)歐美發(fā)達(dá)國家落后的技術(shù)讓國產(chǎn)品牌汽車總是敗下陣來。目前，中國大陸面臨日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，首都北京交通擁堵、霧霾襲人，機(jī)動(dòng)車限號(hào)限購的措施對(duì)國產(chǎn)品牌的崛起并沒有益處。隨著政府扶持電動(dòng)車市場(chǎng)的力度逐年增強(qiáng)，國產(chǎn)汽車品牌何不借機(jī)開拓市場(chǎng)，占領(lǐng)先機(jī)呢？所謂“好馬配好鞍”，能夠改善燃油經(jīng)濟(jì)性、提升扭矩和功率、增加駕駛樂趣的輪轂電機(jī)系統(tǒng)也許是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

Protean Drive輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

專為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的創(chuàng)新輪轂電機(jī)有可能在霧蒙蒙和交通阻塞的北京街道上邁出第一步，而這些性能強(qiáng)勁、設(shè)計(jì)發(fā)生翻天覆地變化的電動(dòng)車很可能成為未來北京街頭一道靚麗的風(fēng)景線。Protean Electric，是一家總部位于密歇根奧本山的汽車創(chuàng)業(yè)公司，目前正在為其中國工廠選址，而其裝配流水線也計(jì)劃于今年年末上線。Protean希望中國生產(chǎn)插電式混合動(dòng)力或者純電動(dòng)車的制造商們成為敢于“第一個(gè)吃螃蟹的人”。

Protean Electric戰(zhàn)略發(fā)展總監(jiān)Andrew Whitehead告訴筆者說，得益于政府部門的大力支持，中國正成為世界電動(dòng)車技術(shù)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。Andrew還認(rèn)為目前電動(dòng)以及混合動(dòng)力技術(shù)之所以發(fā)展如此迅速，和政府出臺(tái)的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)系。雖然中國政府的監(jiān)管力度和歐洲、北美的一樣嚴(yán)格，但和其他兩個(gè)地區(qū)相比，在中國電動(dòng)車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)似乎包含了更多的政治因素。一方面，首都北京的空氣污染狀況已經(jīng)到了危機(jī)關(guān)頭；另一方面，政府出臺(tái)了一系列相關(guān)的優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)汽車廠商和消費(fèi)者生產(chǎn)購買更加環(huán)保、使用清潔能源的電動(dòng)汽車。

一般普通的電動(dòng)汽車在引擎蓋下裝有一臺(tái)中央電機(jī)，可以將動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸輸送到四個(gè)輪軸。Protean Drive采用的卻是一種全集成直驅(qū)輪轂電機(jī)系統(tǒng)解決方案，由嵌進(jìn)車輪里的小型電機(jī)直接供能。這種直驅(qū)式輪轂電機(jī)因?yàn)闊o需使用減速箱，傳動(dòng)軸或差速器，因此賦予了車輛更多的靈活設(shè)計(jì)，同時(shí)大大降低傳動(dòng)系統(tǒng)能量損耗，峰值輸出扭矩可達(dá)1000牛米。而全電動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)只能產(chǎn)生大約370牛米的最大扭矩輸出，所以使用了Protean Drive直驅(qū)輪轂電機(jī)的電動(dòng)車有著極佳的操控性和動(dòng)力性。此外該電機(jī)的動(dòng)力和控制元件，包括可將直流電池電能轉(zhuǎn)化為交流電輸出的逆變器等，全部可安裝于車輪的有效空間內(nèi)。

Andrew告訴筆者，重約34公斤的Protean Drive適合像雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)這樣的插電式混合動(dòng)力以及全電動(dòng)汽車。而類似豐田普銳斯這種標(biāo)準(zhǔn)的混動(dòng)車并不依賴其電動(dòng)機(jī)來產(chǎn)生足夠的推力，所以使用輪轂電機(jī)能夠有效節(jié)省生產(chǎn)成本。那么一般普通乘用車只要兩個(gè)電機(jī)就足夠滿足日常需求了，而重載車或其他高性能汽車則需要配備四個(gè)Protean Drive。

其實(shí)輪轂電機(jī)并不是什么新鮮的玩意兒。早在1900年，保時(shí)捷公司創(chuàng)始人費(fèi)迪南德·保時(shí)捷(Ferdinand Porsche)曾推出一款使用這種電機(jī)的汽車。然而，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)并不成熟，因此這些處于車輪封閉空間的電機(jī)并不能提供足夠的動(dòng)力或扭矩，而且當(dāng)汽車駛?cè)胪谅分?，也無法承受震動(dòng)，發(fā)熱，灰塵以及浸水等考驗(yàn)。但Andrew表示，ProteanElectric所有電機(jī)系統(tǒng)的零部件都經(jīng)過了嚴(yán)酷條件的測(cè)試，這個(gè)系統(tǒng)完全符合“汽車行業(yè)大眾市場(chǎng)的要求”。

然而并非所有人都看好輪轂電機(jī)。蒙特利爾康考迪亞大學(xué)電氣工程副教授Sheldon Williamson認(rèn)為，雖然輪轂電機(jī)能效和扭矩輸出驚人，但同樣成本也很高。他還說：“從研究角度來看，輪轂電機(jī)的出現(xiàn)讓人們對(duì)未來的驅(qū)動(dòng)發(fā)展十分樂觀；但從經(jīng)濟(jì)方面考慮，現(xiàn)在商用還沒戲?！倍宜J(rèn)為協(xié)調(diào)輪轂電機(jī)需要汽車擁有復(fù)雜的控制系統(tǒng)，至少需要5到10年的時(shí)間這項(xiàng)技術(shù)才會(huì)變得有競爭力。

Andrew承認(rèn)使用要使用ProteanDrive輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，汽車必須配備新的控制軟件。但從某種程度上來講，輪轂系統(tǒng)的控制更簡單一些。就傳統(tǒng)汽車而言，司機(jī)踩下油門，通過ECU(電控單元)給發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，使其產(chǎn)生扭矩并通過機(jī)械系統(tǒng)分配到各個(gè)車輪。而使用了Protean輪轂電機(jī)的汽車，在ECU發(fā)出指令之后，扭矩可以任意分配，并不需要通過復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。這種控制方式能夠利用可任意分配到車輪的扭矩力(扭矩矢量分配技術(shù))，這種技術(shù)最先用于賽車，但最近被引入了全驅(qū)汽車的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

不過一汽-大眾顯然沒有被可能面臨的挑戰(zhàn)所嚇到，目前正與Protean Electric合作生產(chǎn)驗(yàn)證演示車。將電機(jī)從車身轉(zhuǎn)移到車輪，不僅節(jié)省了大量的車體空間，而且汽車設(shè)計(jì)更加靈活，相信未來借力推出的概念車也會(huì)越來越多。

據(jù)非營利機(jī)構(gòu)-美國汽車研究中心(CAR)出具的報(bào)告顯示，中國政府要分別在2015年和2020年實(shí)現(xiàn)50萬輛和500萬輛新能源汽車上路的目標(biāo)。包括北京在內(nèi)的許多城市都提供電動(dòng)車補(bǔ)助，并可以直接申領(lǐng)電動(dòng)車牌照。但CAR表示這些刺激政策還不足以形成一個(gè)有規(guī)模的電動(dòng)車市場(chǎng)。在北京，如果你買了一輛電動(dòng)車，你可以馬上獲得牌照。但即便如此，消費(fèi)者還是不會(huì)選擇電動(dòng)車的。沒有配套或者配套不足的充電設(shè)施，是制約北京電動(dòng)車市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的一大阻礙。

即便如此，Protean Electric還是認(rèn)為中國的汽車制造商們?yōu)榱碎_拓電動(dòng)車市場(chǎng)，愿意在研發(fā)上投入精力和財(cái)力。Andrew對(duì)筆者說，“目前，中國國產(chǎn)品牌汽車受到了國外產(chǎn)品的巨大沖擊，而富有創(chuàng)新力的電動(dòng)科技可以讓大陸的廠商有扳回一局的機(jī)會(huì)。在內(nèi)燃機(jī)時(shí)代，要趕超美國歐洲等發(fā)達(dá)國家，可能還得一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間。但如果另辟蹊徑，從電動(dòng)車入手，甚至有超過的機(jī)會(huì)”。