許家印強勢佈局，電動汽車驅動系統能邁入“理想國”嗎？
近日，許家印的造車夢又上熱搜。只因恆大豪擲5億元收購泰特機電70%股份，從而拿下輪轂電機領軍企業荷蘭e-Traction的控制權。
輪轂電機曾被認為是電動汽車驅動系統最理想的解決方案，全球汽車工程師為之不懈奮鬥，然而，產業化之路道阻且長。如今，志在實踐“造車夢”的許家印強勢佈局，能否加速推進輪轂電機產業化，邁入電驅動系統的“理想國”呢？
答案，可能不容樂觀。
全球汽車產業向電動汽車轉型已經成為大勢所趨，電動汽車創新驅動技術層出不窮，呈現出百花齊放、前景卻撲朔迷離的局面。
當前汽車市場上的純電動汽車，仍然是中央電機驅動為主，而且多數為單電機+單級減速器（固定速比減速器）的構型。但是，隨著電動汽車高時速行駛、長續駛里程的需求越來越高，單電機顯得有些力不從心，單級減速器也開始承受越來越嚴苛的挑戰。於是，雙電機、多擋變速器的構型開始湧現，不同種類電機和減速器或變速器的整合式驅動結構也被開發出來，卻尚未經過大規模市場的檢驗。與此同時，輪邊電機、輪轂電機等分散式驅動的構型也開始裝車路試，探索產業化的各種可能性。
一、驅動系統構型將呈現多元化競爭局面
就電機佈局位置來看，純電動汽車驅動系統可以分為中央電機驅動（即集中式驅動）和分散式驅動（即分散式驅動）。
目前在我國約有90％以上的整車企業選擇中央電機驅動路線，中央電機驅動成熟度最高，使用最為廣泛。集中式驅動技術雖然成熟度較高，但從細分驅動方案來看存在一定著缺陷。業內專家表示，這種直驅電機存在爬坡效能不足、中高速效能欠缺、重量較大、成本較高等問題。改進方向首先是進一步提高電機效能；其次是發展分散式驅動系統；第三是加入兩擋或多擋變速器。
實際上，隨著純電動汽車技術研究逐漸深入，其驅動系統的佈置結構已經開始由單一動力源的集中式驅動向多動力源的分散式驅動發展。
電機與減速器組合驅動型式是把佈置在車架上的電機與單級減速器連線，並通過半軸直接驅動對應車輪，對底盤和空間要求較高，這種佈局方式在特斯拉以及一些豪華品牌的電動超跑上有所應用；輪邊驅動是將驅動電機佈局在車輪旁邊，通過減速機構直接驅動車輪行駛，輪邊電動機雖然節省了發動機和傳動軸，但是由於電機安裝在車身，因此對整車的佈局控制元件影響較大；輪轂電機的最大特點驅動電機安裝在車輪內部，輸出扭矩直接傳輸到車輪，捨棄了離合器、減速器、傳動橋等機械傳動部件，這使得汽車機械部分的結構大為簡化，輪轂電機系統要比集中式驅動的效率高出13％～16％。
分散式驅動存在的技術難題也不容忽視。輪邊電機、輪轂電機都會致使車輛簧下質量變大而影響整車的舒適性和操控性，高速轉彎及路面顛簸造成的差速問題仍然沒有一個較好的解決方案，另外由於系統部件相對集中，散熱和電控系統也有很多問題待解決。同時高昂的成本有不利於輪邊電機、輪轂電機的產業化發展。
兩擋或多擋變速器也是提高純電動汽車效能的技術方向。插電混動結構的寶馬i8上就匹配了一臺結構小巧的兩檔自動變速器，以提高車輛最高時速。當下，博世提出了將無級自動變速器CVT應用於電氣化動力總成系統的新方案，用來提高系統能效、動力效能和降低成本。
多電機佈局以及多擋變速器的方案已經開始走向市場，但是未來何種技術能夠勝出，現在看來依然不夠明朗。未來，新能源汽車企業將面臨電機高轉速帶來的振動、噪聲等問題；多擋變速器企業則將迎接平順性等問題的挑戰。一個最大的可能是，單擋與多擋，單電機與多電機，這些構型在一定時期內將會是並存局面。上海車展期間即將舉行的第十一屆國際汽車變速器及驅動技術研討會（TMC 2019）電驅動構型進行具體討論。
二、電機高轉速、系統高功率密度帶來挑戰
純電動汽車整車及零部件企業一直在不斷優化零部件的設計和製造要求，以實現電機的高扭矩、高轉速，驅動系統的高功率密度、高度輕量化，以及提高整車運轉能效、提升駕駛安全性。
當前，汽車驅動電機的轉速已經從過去6000 rpm～9000 rpm，提高到現在的12000 rpm～20000 rpm，這對電機及減速機的熱管理、NVH、密封效能等帶來了很大挑戰。
隨著驅動電機的轉速和驅動系統整合度的提高，比較突出的是對潤滑系統的要求，如何有效實現潤滑油的電氣相容性、銅腐保護特性、熱氧化穩定性和高速軸承齒輪保護需求、消泡效能等都是新的挑戰。驅動系統的高功率密度、高度輕量化讓新材料、新技術、新設計得以加速產業化。針對電機高速化、輕量化的要求，NSK開發了牽引驅動減速機構，該減速機構通過油膜傳遞動力，而非常規的齒輪或鋼帶，具有靜音，高效等優點。針對減速器多擋化和實現電量消耗改善最大化，NSK還開發了扭矩控制、雙電機驅動的無換擋衝擊的變速機構。
另一方面，新軸承設計方案是有效減少電機和驅動系統摩擦損耗、提高效率的關鍵，持續優化現有的軸承設計、進一步降低摩擦係數、減少其對應用空間條件的限制成為了重要的突破方向。
三、高度整合化可能是電驅系統的核心方向
無論是製造企業還是研發機構都在探索、發掘、描繪電動汽車驅動系統的終極目標，而實現這一目標的思路就是不斷將純電動汽車驅動系統的高度整合化推向極致。有專家指出，為推動電氣化儘快落地，降低成本，提高整合度是大勢所趨。
當前，大量驅動電機企業開始向驅動系統供應商轉型，產品也由單一的電機變成了電機、減速器、電控系統組成的“三合一”電驅動總成產品，這對變速器企業帶來很大的挑戰。
整車和零部件製造商的目標是能夠以具有儘可能少的裝配元件的整合化系統來滿足市場的各種要求，這促使電驅動橋等高度整合化新品的出現。電驅動橋實現了驅動電機、功率控制器、變速器、差速器等部件的全面整合，成本更低、體積更小、效率更高，適用於不同平臺的設計和應用，為車輛節省大量空間。
目前，舍弗勒、GKN、ZF、博世、東風德納、麥格納、博格華納等企業均已推出了高度整合的電驅動橋系統，他們中的大部分都將在TMC2019上演講，具體介紹其最新的電驅動產品。ZF的三合一電驅動橋真正實現了高度整合，電機與減速器一體化，不僅是共用殼體，而且是同軸，不像有些企業的方案是分體的。這種整合，不僅能夠有效減少體積、降低成本，還能優化NVH效能。GKN的電驅動橋就已經在沃爾沃、寶馬等品牌的混動SUV、跑車上得到了成功應用，GKN新一代的電驅動橋在小型化的基礎上開始支援扭矩向量控制，來更好地提升新能源車型的運動性。國內有分析機構指出，到2020年，國內電驅動橋新增市場銷量將突破200億元，純電動及混動車型都將得到更快速的普及和發展。
時值技術大潮洶湧而至，衝擊著百年汽車產業隨之變革，培育新動能、改造舊動能亟為迫切，在新一輪科技革命和產業變革中，汽車產業中必將形成推動經濟社會發展新動力，新技術、新產業、新業態、新模式隨之而生。
2019年4月17日，科技出行產業內容服務平臺億歐汽車將主辦“新動能時代 · GIIS 2019第二屆智慧網聯產業創新峰會”，與引領汽車行業發展的風向標企業共迎產業新趨勢，共創美好生活。
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