动力向轮端靠近

在汽车向电气化、智能化发展的进程中,汽车零部件的突破创新和先行发展至关重要。比如新能源汽车的动力向轮端靠近趋势越来越明显,具备更高的效率、更大的内部空间、设计灵活性和安全性的轮毂电机就是其发展产物。



对于这项还不被大众所熟知的技术,致力于轮毂驱动解决方案的Protean Electric公司的陈国贤先生接受了我们的采访,给我们解读了这项技术,我们意识到,未来轮毂电机将在新能源汽车上得到广泛应用。

Protean Electric是一家汽车技术创新公司兼世界领先的轮毂电机(包括全面集成的轮毂驱动解决方案ProteanDrive)开发商。Protean Electric的技术战略定位是通过一系列布置优势、新车设计、性能改进和盈利增加,在混合动力、电动汽车和未来交通市场中发挥重要作用。目前Protean Electric在英国、中国和美国开展业务,制造工厂在天津。

再说一下轮毂电机,比如ProteanDrive,它集成功率电子模块和数字控制功能, 并封装了可兼容的摩擦制动器,有高功率和高转矩密度特性。它可以提供转矩矢量分配、90度转向和数字化控制平台,这些性能可以支持一系列人工智能和云端服务,包括自动驾驶电动车上的传感器、数字化防抱死刹车系统、车辆诊断和路况数据采集等。

由ProteanDrive为基础开发出来的车轮解决方案Protean360+电动角模块,具备全集成轮毂电机,高效强劲;采用四枢轴下叉臂设计,超紧凑型悬架结构;可以无限制的360度转向;可以气动底盘高度控制,使车身可控“下降”,实现无需阶梯即可从道沿进入车辆。这是为新一代城市出行设计的电动模块,从这项技术我们看到未来交通正在走近。



Q

轮毂电机采用的是何种悬架结构?如何保证其支撑性、稳定性和舒适性?

陈国贤: Protean360+技术上的悬架系统采用了独特的下叉臂连接。我们称它为双枢轴“蜘蛛”。它是专门设计用于提供悬架动力学和设计紧凑性,并模拟预测智能角模块所用的力。这是已获得专利授权的新型连杆。我们对我们所做的分析和测试非常有信心。这种悬架系统通过一个枢轴固定在车身上,是由我们拥有开发悬架部件丰富经验的专业工程团队设计的。我们进行了大量的仿真和分析,以确保系统的设计超出车辆本身的要求。

Protean360+已经经过大量的研究和验证。创新的悬架设计允许整个模块封装在一个紧凑的装置内,同时提供所需运动学特性。去除车轮之间横向连接,给整车设计师带来了柔性化设计、内部空间和机械包装方面的优势,也为未来的移动出行工具赋予了自由移动的优势。如果它们要为全社会提供移动性,那这些优势将会是未来移动出行工具所必备的。

角模块所需的具体动态响应将取决于整车开发参数和具体的应用案例。我们相信现在的线控技术已经发展到可以支持合适的需求了。

Q

请再简单介绍一下我们的产品和技术。

陈国贤: ProteanDrive轮毂电机是一个紧凑的电驱动系统,所有核心技术集成在轮辋内的一个单元中。包含永磁同步电机、直接连接在轮毂上传递扭矩的转子、新颖的高密度铜线绕组牙齿结构、逆变器和控制电子,集成在一个专有的结构内,作为轮辋总成的一部分。

而Protean360+智能角模块应用了成熟的ProteanDrive技术,并将其与一些创新的悬架设计和一些现有的成熟技术一起封装在一个新的应用中,为未来的移动出行创建一个可行的解决方案。Protean360+由Protean经验丰富的、开发先进轮端和悬架部件的工程师设计开发出的。我们研究了许多载荷情境,并进行了详细的结构建模,以确保系统能够轻松帮助我预测处理这种车辆所需的力。因此,我们对这项技术充满信心。

Q

大量部件集中在轮毂,如何保护这些精密部件?

陈国贤: 车轮内的部件可以接触到各种路况上的污染物、水、极端温度和振动。作为Protean产品开发的一部分,ProteanDrive轮毂电机经过了严格的特种试验,专门评估该技术的可靠性和耐久性。客户也对我们的产品进行了试验,评估其耐久性,并对结果很满意。

除了ProteanDrive轮毂电机,Protean360+智能角模块还包含许多部件和系统,它们在过去几年已经在大规模的应用中得到了验证。我们将制动、悬架和阻尼技术整合在一起,形一个创新的整体。

Protean360+的工程师需要考虑的一个重要问题是保护电缆。从下部旋转接口,电机、液压装置和气动行驶高度控制装置的控制电缆沿模块臂向下走行,连接集线器内的第二静态接口和车轮电机单元。当臂模块旋转360度时,整个组件组随之旋转。因此,连接装置和电缆不会扭曲或产生应力。

Q

轮毂电机对车辆性能有何影响?

陈国贤: 包括360+在内的轮毂电机可以比传统电驱动系统更好地控制车轮。可控性和快速响应时间是通过世界一流的电子机械设计实现的,而不受现在许多常用结构约束。轮毂电机通过转矩矢量控制还提供了更多的全系统动态控制的功率和扭矩。ProteanDrive可以在几毫秒内实施正负转矩,这意味着ESC、ABS和牵引力控制系统的性能得到了改善,从而提高了安全性、稳定性和缩短制动距离,根据一项第三方研究,轮毂电机的制动距离比正常的要缩短了7%。Protean计划与轮胎公司积极合作,以确保任何应用都得到良好的支持。

Q

您认为轮毂电机的发展趋势如何?

陈国贤: 目前大家最普遍顾虑的可能是簧下质量的增加,传统上认为这对车辆动力学有负面影响。然而,第三方独立评估对这种簧下质量增加产生的影响表示质疑,特别是当轮毂电机通过扭矩矢量控制为整车动态性能提供额外的优势时,这种影响非常小。

将动力向轮端靠近的趋势越来越明显了,而最终表现就是轮毂电机。现在,我们已经通过国能(NEVS)Local Motors等先行者们的验证获得很强信心,我们相信一旦第一批整车厂批量应用证明轮毂电机的优势,轮毂电机将在新能源汽车市场份额会越来越重。

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