轮边电机VS轮毂电机:结构上,1) 轮毂电机:轮毂是在轮子里面,就在轮胎的原来的刹车那些位置,会挤出一些空间来把电机做到里面去,整个轮子的重量就会比较重,形成簧下质量。另外因为它受空间比较狭小的一个的问题,它的一个功率做的不是很大,一般情况下大概能做到50-80千瓦左右、功率做的越大、簧下质量就越大,整车的操控性就会比较的差,特别是在需要转弯的时候。2) 轮边电机:不做到轮毂里面,是把它引出来,跟以前的集中驱动有一个近似的地方,但是它不再使用差速器,它是用两个电机分别通过传动轴传到轮子上面去驱动,但是它整个的电机的总成它是装在车架上面,它是形成簧上质量,所以它的操控性做得比较好,同时它因为没有空间很大的限制,它的功率可以做得很大,就是单个轮子上的功率一般可以做到200~300千瓦,整个整车上面大概能做到800~1000千瓦,功率非常的大,也就是说我们正常来讲做一个跑车大概要做到相当于1000匹的样子。性能上:1) 轮毂电机:只适合于做a级以下的车,因为对整车的操控性不是特别强2) 轮边电机:一些性能车,比如说接近跑车,或者说是b级以上的。它可以实现更大的功率,更好的动力性,更好的操控性。 零部件增减:1) 轮毂:一种是带减速的,一种不带减速的。因为现有的电机,如果你要做高功率,特别汽车一定要做高转速。如果不做减速器、功率更做不上去。比如电动自行车等低转速的电机,大概最多也就做30~40千瓦,如果带减速结构的可以做到50~80千瓦2) 轮边:一般我们电机都做到1.5万-2万转、功率就会比较大。两驱增加电机*1+电控*1+减速器*1、减少差速器,通过齿轮直接输出给左右两个轮子,如果四驱的车来讲,直接*2、相当于原来是调配左右轮不对称速度的差速器不用了、差速器会受到冲击、后面靠电子差速。3) ESP:不会减少,仍需要去监控扭距转速。4) 空悬:因为轮边电机不需要采用一个电机工作,所以它两个半轴其实从运动上来说是可以分开的,所以它悬架其实可以做得更好,但不会影响安装空悬。 轮边电机优势:1、通过性:每个轮子都是独立驱动的、通过性是很强的、可以快速去响应扭矩,比如说一个车轮突然悬空、整个车是不受影响的,极端环境下、车身的稳定性和动力性也没有明显的一个受到影响。2、转弯:电机的驱动,每个轮子可以正转和反转、每个速度都可以随意去调,理论上可以实现很小的转弯半径。相当于在画圈。3、安全稳定:实现快速的调整车身稳定性,高速也可以实现漂移。高速的时候,哪怕前轮突然间有一个轮子炸胎了,如果识别到车身倾斜以后,它可以调整每个电机的转速和扭距时快速的调整车身、仍然可以整车不受偏移的继续往前行驶。 轮边电机劣势:1、 价格高,只能适用于高端的车型2、 控制难度比较大,哪怕有突然间的前轮失向,方向就会跑偏,涉及到安全问题。3、 布置上、它其实多了一套总成,它体积会变大一些。甚至正常壳体用铝的,可能就要涉及到用镁合金、需要用碳化硅来说达到缩小体积、导致成本的进一步的提高。 单车价值量:比亚迪仰望高端车型、它是全部是正向开发的、轮边总成单个电机大概200千瓦*4=全车接近800千瓦。为了体积小,使用碳化硅电控。此外、总成里面前后都各有差速锁,可以把两个电机能够锁起来,分别向任何一个轮子出力,它中间还有一把锁。折算下来应该会在单侧(2电机+2电控)在2万/台,前后的话最少得4万块钱。碳化硅电控大概在4000~4500的样子、电机大概在3000-3500、剩下1500是减速器。 电控:碳化硅肯定是比亚迪自己供,因为他自己做便宜很多、模块、器件封装自制。电机壳体:有外面买的,他自己内部也有。减速器齿轮:自己做齿轮,还有后面像崇达、双环。二级零部件可能都是在内部做,三级零部件基本上都是外采的多。 各企业布局:1) 华为:2020年就开始做轮边总成,b样件已经走出来、目前好像也找不到合适的车子去搭,因为做轮边肯定要做高端的品牌。2) 比亚迪:专利布局较早、18年开始、拥有比较大的优势。3) 舍弗勒:跟比亚迪同时在研究,在19年底在欧洲去搭载整车在调试,他们也有整车的控制控制算法。4) 特斯拉:有在研究的,Model s plaid三电机版本、后驱用的是轮边,前驱用的是直流驱动。电子差速跟转向要做协调的,理论上如果要把前面放轮边电机、转向的整个控制的难度是增加的。所以是后驱用轮边。5) 大众:也有一款车是纯电的,后驱用的是轮边,前驱用的是直流驱动。相当于双电机方案。 三电零部件做轮边电机的难度:1、 逻辑上:适用的一个范围是d级车、价格不会低、涉及到客户定义的问题,所以整车厂推动比零部件推动逻辑更顺2、 零部件技术:集成度比较高、必须掌握三电核心技术:1)功率方面包括碳化硅电控、igbt的开关频率大概在10k、碳化硅它可以用到20k开关频率都可以甚至30k,开关频率高之后瞬间电压很高、涉及到电机的耐压设计;2)>15000转的高转速电机、涉及动平衡、NVH、制造难度比较大;3)大功率的总成需要大功率的放电电池可用、一般热管理电池是3-5C、100度电就是500KW,但轮边电机200*4=800KW,所以还需要8C高倍率电池、目前比较难做的(要降低电芯内阻和热管理)、如果能放200度电,放电倍率4C就行,这也是一个电池能量密度和放电倍率的平衡;4)此外:轴承、冷却润滑、控制算法、EMS等。 比亚迪优势:热管理方面:第四代做混动的时候,就已经实现了冷媒制冷电芯、也是效率最高的冷却方式。电池方面:混动车型前驱160KW电机、后驱200KW电机,合计40度电对应8C放电倍率,比亚迪比较擅长、之前用三元锂电池的情况下,可以做到接近15c放电倍率,稳定输出基本上能达到12c。磷酸铁锂大概能做到8~10c、稳定输出在8c以上。比亚迪两种电池分类里,一种叫能量型,一种叫功率型。能量型即密度高、功率型是放电倍率很大、两种电池的配方是不一样的、功率型的成本会更高。比亚迪仰望大概率是磷酸铁锂、锰铁锂应该不太会,因为锰铁锂的话价格会更高的。 应用场景:比亚迪的方案至少50万的车才能实现该产品。特斯拉和大众的一些方案有可能会前驱做集中驱动、后期做轮边驱动,有可能做到30万左右的车型里面。 仰望车型:内部代号是1234,1已经发布的硬派越野,2和3属于轿跑,4是属于城市SUV。参数:续航在1000公里,零百加速目标大概要做到2.9,最高车速可能要在260以上。比亚迪内部比较好的两种专利布局,一个是u型布置的,一个是梯型布置的。1) R1主要用的是梯型布置的:两个变速箱放在中间,两个电机放又放在两个变速箱的旁边,看起来就相当于一个梯子、电控就放电机和减速箱的上面,高度就比较高,但是它因为这有个半轴直接从减速箱上引出来,总成高度会比较高,但是它在半轴的左右的两个会比较长。它比较适合于越野车型,因为越野的话它不是独立悬挂的,它的上下的行程会比较大,所以它就适用于这种布置。2) R2-R3总成的布置是U型的:两个电机放中间,两个面对面对着排着,左右就是一字摆开,然后两个变速器放在电机的两边,把电控放在U字的空间位置,电控就不用放在总成的上面,高度就可以把它压下来,但是半轴就变短。他布置更紧凑,对转弯时候、轮子的上下跳动要求没那么高,再结合碳化硅高转速,可以把功率密度做下来,布置进去。这两种现在目前都是同时在开发,而且基本上进度都差不多。
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