輪轂電機(jī)：顧名思義，就是將電機(jī)安裝在車輪上的新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)。它的最大特點(diǎn)就是將動(dòng)力、傳動(dòng)和制動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，因此將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化。

隨著新能源汽車電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)，輪轂電機(jī)越來(lái)越受到關(guān)注與重視。日本的富士電機(jī)、安川電機(jī)，美國(guó)的特斯拉、菲斯科等都寄希望在下一代產(chǎn)品中，推動(dòng)輪轂電機(jī)在新能源汽車上的應(yīng)用。

其實(shí)，據(jù)筆者了解，輪轂電機(jī)技術(shù)并非新生事物，早在1900年，保時(shí)捷就首先制造出了前輪裝備輪轂電機(jī)的電動(dòng)汽車，在20世紀(jì)70年代，這一技術(shù)在礦山運(yùn)輸車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

對(duì)于乘用車所用的輪轂電機(jī)，日系廠商對(duì)于此項(xiàng)技術(shù)研發(fā)開展較早，目前處于領(lǐng)先地位，包括通用、豐田在內(nèi)的國(guó)際汽車巨頭也都對(duì)該技術(shù)有所涉足。目前國(guó)內(nèi)也有自主品牌汽車廠商開始研發(fā)此項(xiàng)技術(shù)，在2011年上海車展展出的奇瑞瑞麒X1增程電動(dòng)車就采用了輪轂電機(jī)技術(shù)。

筆者認(rèn)為，專為新能源電動(dòng)汽車應(yīng)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的輪轂電機(jī)有可能在霧霾彌漫和交通阻塞的街道上邁出第一步，而這些動(dòng)力強(qiáng)勁、革命性設(shè)計(jì)的電動(dòng)車很可能成為未來(lái)街頭的一道靚麗風(fēng)景線。

國(guó)內(nèi)已有專業(yè)電機(jī)企業(yè)涉足

Protean-Electric是一家總部位于美國(guó)密歇根州特洛伊的新能源電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)品解決方案供應(yīng)商，目前也正在積極發(fā)展車用輪轂電機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用。雖然深處美國(guó)，但與諸多美國(guó)企業(yè)類似的是，Protean把業(yè)務(wù)拓展的重點(diǎn)完全放在了國(guó)內(nèi)，并希望在中國(guó)大力開發(fā)并批量化生產(chǎn)。這讓筆者想起了四年前剛剛回國(guó)的微宏動(dòng)力團(tuán)隊(duì)，盡管在他們歸國(guó)早期，鈦酸鋰還是一個(gè)在國(guó)內(nèi)電池人看來(lái)陌生的名詞，不過(guò)，他們成為了勇于“吃螃蟹的第一批人”，并為推動(dòng)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。

最近，筆者有幸訪問(wèn)到了Protean-Electric中國(guó)戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)徐東。據(jù)徐東介紹，得益于政府部門的大力支持，中國(guó)正成為世界電動(dòng)車技術(shù)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，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)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)有直接的推動(dòng)關(guān)系。雖然中國(guó)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(guó)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，首都北京和其他很多中國(guó)的城市大氣污染狀況已經(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(gòu)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)集中式電機(jī)，可以將動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸輸送到四個(gè)輪軸再通過(guò)變速減速機(jī)構(gòu)傳送到輪胎和路面上。而顛覆了傳統(tǒng)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的Protean輪轂電機(jī)則提供了一種全集成直驅(qū)式的輪轂電機(jī)系統(tǒng)解決方案，由嵌進(jìn)車輪里的高效電機(jī)直接為車輛驅(qū)動(dòng)提供動(dòng)力。這種直驅(qū)輪轂電機(jī)無(wú)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)造成的能量損耗，單個(gè)電機(jī)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 TM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，都巧妙的安裝于輪轂內(nèi)的有效空間內(nèi)，為整車集成設(shè)計(jì)提高了極大的自由度。

徐東告訴記者，以Protean產(chǎn)品為例，整機(jī)重量約34公斤，非常適用于像雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)這樣的插電式混合動(dòng)力以及純電動(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(lái)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。一般普通乘用車只要兩個(gè)電機(jī)就足夠一般性的動(dòng)力需求，而其它的輕型商用車輛或高性能版車輛則需要配備四個(gè)Protean Drive TM輪轂電機(jī)。

事實(shí)上，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)曾推出一款使用輪轂電機(jī)的汽車。然而，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)不成熟，這些處于車輪封閉空間內(nèi)的電機(jī)并不能提供足夠動(dòng)力，而且當(dāng)汽車駛?cè)敫鞣N惡劣路況時(shí)，也無(wú)法承受各種振動(dòng)，沖擊，極溫，灰塵以及浸水等考驗(yàn)。而今天的Protean Electric的所有輪轂電機(jī)系統(tǒng)及其部件均經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格條件的測(cè)試，徐東先生告訴我們，這可以保證這套電機(jī)系統(tǒng)完全符合汽車行業(yè)大眾市場(chǎng)的要求，其運(yùn)行的可靠性和安全性達(dá)到了國(guó)際汽車行業(yè)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

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(shuō)：“從研究角度來(lái)看，輪轂電機(jī)的出現(xiàn)讓人們對(duì)未來(lái)的驅(qū)動(dòng)發(fā)展十分樂(lè)觀;但從經(jīng)濟(jì)方面考慮，現(xiàn)在商用還沒(méi)戲。”而且他認(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(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)此，徐東在采訪中很坦率地承認(rèn)要使用代表最新科技和未來(lái)動(dòng)力系統(tǒng)趨勢(shì)的ProteanDrive TM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(lái)講，輪轂系統(tǒng)的控制更簡(jiǎn)單一些。就傳統(tǒng)汽車而言，司機(jī)踩下油門，通過(guò)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(guò)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(guò)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，直到最近才被引入了全驅(qū)汽車的設(shè)計(jì)當(dāng)中。

據(jù)非營(yíng)利機(jī)構(gòu)-美國(guó)汽車研究中心(CAR)出具的報(bào)告顯示，中國(guó)政府要在2015年和2020年實(shí)現(xiàn)50萬(wàn)輛和500萬(wàn)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，并在牌照，停車位，充電設(shè)施等提供盡可能多的政策支持。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(méi)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(guó)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。徐東對(duì)筆者說(shuō)，“目前，中國(guó)國(guó)產(chǎn)品牌汽車受到了國(guó)外產(chǎn)品的巨大沖擊，而與全球最新科技同步并富有創(chuàng)新力的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以讓國(guó)內(nèi)的汽車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(guó)歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)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(guò)的機(jī)會(huì)?！?/p>