早在1900年,名为“Lohner-Porsche”(洛纳—保时捷)的电动汽车,以四个轮毂电机推动车辆前进, “风驰电掣”地创下了当时的车速记录,但行驶里程短是其最大软肋,以至于此后的百余年间,无论汽车发展何其改变,关于轮毂电机的产业进程一直备受挑战。
轮毂电机发展史上的里程碑
挑战之下,执着梦想的人总能寻得突破。天津天海同步集团有限公司董事长、中国汽车工程学会齿轮分会主任、中国轮毂电机第一人吕超,深耕技术,心怀梦想,在推进轮毂电机的产业化进程中有着丰富的实践。
近年来,他在轮毂电机领域可谓是“动作频频”:2015年投资乘用车轮毂电机公司——英国Protean,2016年成立湖北泰特电机有限公司,收购世界领先的商用车轮毂电机公司——e-Traction。实践出真知,如今他把多年来的思考和实践,沉淀为理论著作,与专注分布式驱动控制研究十余载的浙江大学朱绍鹏副教授,一起合著了《轮毂电机分布式驱动控制技术》,并由机械工业出版社出版。
新书发布仪式
2022年8月25日,在新书发布仪式上,机械工业出版社总编辑郭锐和《中国汽车报》社社长辛宁在致辞中,充分肯定了这本著作的出版价值,认为这是轮毂电机发展史上具有里程碑意义的事件,期待这本著作的出版能够对推动轮毂电机产业发展和技术进步发挥重要作用,并对轮毂电机的进一步快速发展充满了信心和期许。
机械工业出版社总编辑郭锐致辞
中国汽车报社社长辛宁致辞
中国汽车工程学会名誉理事长付于武在序言中这样说道:“轮毂电机分布式驱动是纯电驱动的终极形式,是智能汽车的天然优质载体,更是目前很多企业的研发热点,急需培养具备轮毂电机及分布式驱动控制相关理论知识的研发人才。《轮毂电机分布式驱动控制技术》填补了该领域专著的空白,有助于为新能源汽车产业培养更多电驱动前沿技术专业人才。”
更高效更安全的核心技术
《轮毂电机分布式驱动控制技术》根据著者的研究成果和工程实践,从轮毂电机分布式驱动控制导论开始,系统完整地介绍了轮毂电机及分布式驱动控制两大核心技术。详细讲述了分布式驱动控制策略的设计基础、车辆状态参数估算及动力学建模,系统阐述了分布式驱动及分布式制动的具体控制策略设计方法,还介绍了轮毂电机优缺点、轮毂电机建模仿真、轮毂电机控制技术和差动转向控制技术,以及分布式驱动控制软件和硬件在环测试技术,另外还介绍了基于分布式驱动车辆的相关智能驾驶技术。
作为汽车产业前沿性技术之一,轮毂电机技术的应用场景更为复杂。面对外部恶劣环境,轮毂电机分布式驱动控制技术凭借什么优势来保障其可靠性? 吕超董事长说道:“轮毂电机需要和驱动、制动、转向技术高度融合,最大限度的发挥出自身的优势,实现中央驱动动力总成不能实现的功能。”
天津天海同步集团有限公司董事长、中国汽车工程学会齿轮分会主任、中国轮毂电机第一人吕超
实际上,分布式驱动控制器通过CAN通讯从整车控制器VCU中获得油门踏板行程、电机转速、方向盘转角、横摆角速度等信号,经过设计的分布式驱动控制策略计算分析,分布式驱动控制器输出电机转矩控制指令给4个轮毂电机驱动控制器,实现实时控制4个轮毂电机转矩。
浙江大学朱绍鹏副教授
朱绍鹏副教授精彩阐述了轮毂电机引领滑板底盘设计的经验,她介绍道:“轮毂电机分布式驱动技术可以缩短传动链,提高效率,减轻车重,可实现模块化全平低底盘设计,即滑板底盘设计;提高车辆动力性,简单线控实现四驱、前驱、后驱等多种驱动形式;改善车辆动力学性能,通过轮毂电机分布式驱动控制可以实现电子差速、车身稳定控制(驱动防滑、制动防抱死、直接横摆力矩控制)等多种动力学控制功能;智能驾驶天然硬件载体,电机控制响应是发动机的十几倍,多个轮毂电机形成的执行冗余,可以保证智能驾驶更高效更安全。”
滑板底盘优化设计
当前新能源汽车快速发展,北京航空航天大学交通科学与工程学院徐向阳教授表示,新能源汽车的核心是驱动系统的电动化。他通过视频详实地讲述了新能源汽车下一代驱动系统技术路线。
北京航空航天大学交通科学与工程学院徐向阳教授发表演讲
产业化步入黄金期
在新书发布会同期举办的“轮毂电机技术创新与产业发展圆桌论坛”上,中国汽车工程学会中欧齿轮协会李盛其秘书长、清华大学的田光宇教授、北汽海纳川技术中心宫雨主任、北京理工大学席军强教授、中国机械杂志社陈永光常务副社长与两位作者,一起从不同的角度探讨了轮毂电机分布式驱动控制技术发展、产业化所面临的挑战等热点问题,为大家带来了一场精彩的思想碰撞和分享。李盛其秘书长表示,轮毂电机不只是电机,它可以有机整合多个系统,协调控制是最大挑战,行业需要对轮毂电机重新认知。
轮毂电机技术创新与产业发展圆桌论坛
经专家估算,一辆轮毂电机公交车在全生命周期,相对于中央驱动车辆,可以减少碳排放110吨。从市场化的角度来看,在客车和重卡领域,商用车轮毂电机由于其高效、高可靠性、整车易于布置、较低的后期使用成本,产业化的进度会比较快。乘用车里的高端车,由于对成本的吸收力较高、整车自重较重、可以采用主动悬架技术,有可能形成突破;市场同质化竞争下,主机厂有应用创新技术的动力。
轮毂电机智能化底盘作为自动驾驶和滑板底盘的最佳载体,伴随着新能源汽车行业技术不断升级的趋势,面临发展的良好机遇。吕超董事长表示:“轮毂电机的产业化离不开国家政策的支持,2025年有望成为轮毂电机的元年,我们应该做好准备。”
轮毂电机的市场化应用广泛,包括新能源汽车、新能源专用车、轨道交通及未来电梯等,这将是一个万亿级市场。随着技术的不断成熟,轮毂电机产业化的黄金时期即将到来。
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