輪轂電機量產時代加速到來
輪轂電機量產時代加速到來
蓋世汽車 鍾琳 2021-03-23 06:34:05
“舍弗勒輪轂驅動生產線最快會在2022年下半年或2023年上半年啓動，具體取決於客戶的項目進展”。舍弗勒大中華區輪轂驅動業務和汽車技術研發副總裁 蘇輝博士在日前接受蓋世汽車等媒體採訪時如是說。
舍弗勒大中華區輪轂驅動業務和汽車技術研發副總裁 蘇輝博士（圖片來源：舍弗勒）
3月19日，舍弗勒輪轂驅動業務全球總部及研發中心啓用儀式在位於上海嘉定區國際汽車城的創新港內舉行。該全球總部及研發中心的啓用對舍弗勒進一步加快輪轂驅動技術研發和產業化進程有着重要的意義，揭開了公司輪轂驅動業務發展的新篇章。而這也意味着，經過十餘年的研發和沉澱，舍弗勒的輪轂驅動已走到了量產化的前夜。
舍弗勒輪轂驅動業務全球總部及研發中心啓用儀式現場（圖片來源：舍弗勒）
輪轂電機究竟有何魅力？
簡單來說，傳統電動汽車的傳動方案是把電機的輸出扭矩通過變速器和差速器等傳遞到車輪，常見於集中式，而以輪轂電機爲代表的分佈式驅動，則是將電機裝在輪轂內，不經過任何機械結構的傳遞，直接驅動車輪。
集中式驅動和以輪轂電機爲代表的分佈式驅動示意圖（圖片來源：舍弗勒）
一直以來，輪轂電機作爲純電動汽車的動力驅動，其集成度高、動力控制靈活獨立、響應速度快、轉矩控制精度高、車身設計自由度高、有利於實現更先進的如自動駕駛等運動控制策略，被視爲驅動系統發展的一個重要方向，也是學術界、產業界及資本市場高度關注的重要領域。
舍弗勒輪轂驅動優勢（圖片來源：舍弗勒）
早在1900年，費迪南德·保時捷就提出了把電機裝到車輪上的想法，並首先製造出了前輪裝備輪轂電機的電動汽車。但那個時代的生產技術顯然不能很好地解決電池壽命、耐久性等一連串問題。直到20世紀70年代，輪轂電機技術才廣泛應用於礦山運輸車等專業領域。
2015年-2016年間，我國也曾掀起一股輪轂電機的學術、投資潮。據知網數據顯示，2015年國內外與輪轂電機相關文獻共計183篇，較前一年同比勁增108%。學術成果相繼發佈，一應技術瓶頸得到階段性突破，讓資本市場看到了投資的風口，由蓋世汽車不完全統計，2015年我國關於輪轂電機的相關券商研報共有7篇，而2016年翻至33篇，同比暴增371%。
近年來國內外輪轂電機相關文獻增長數（圖片來源：知網）
彼時，業內外已就“輪轂電機是未來汽車的發展趨勢”達成共識。
但熱度仍然僅是一瞬，輪轂電機產業化面臨着難以逾越的門檻，其中尤以簧下質量增加和電機材料過熱退磁爲重。
從汽車結構來看，汽車懸架一般由彈簧支撐，爲提高反應速度、方便操控，往往要求懸架下方結構儘量輕便，而輪轂電機的驅動裝置需直接繼承在每一個輪轂中，將顯著增加簧下質量，從而對車輛的操控和安全性產生較大的負面影響。與此同時，將驅動裝置集成在狹小的輪轂中，制動所產生的巨大熱量將傳導至電機中，或將導致電機材料發生退磁，因此，該系統還需植入額外的散熱系統從而保證電機不過熱。
此外，蘇輝博士進一步指出，除上述兩點外，NVH、輪轂軸承耐久性以及如何兼顧輕量化與強度等，都是輪轂電機量產之路上重要瓶頸。
既然如此困難，舍弗勒又如何應對？
2020年11月，舍弗勒發佈了2025戰略規劃（Roadmap 2025），針對汽車科技事業部，其再一次強調要致力於成爲電驅動行業的技術領導者。因此，被視爲未來汽車驅動系統的重要發展方向，舍弗勒早在2009年就展開了輪轂電機的研發。
舍弗勒輪轂驅動研發歷程（圖片來源：舍弗勒）
對於前文所述的諸多技術難點，在經過多年的產品迭代升級及樣車驗證，舍弗勒已根據客戶應用需求找到一個平衡點。
其中，應對簧下質量增加，舍弗勒在保證強度的前提下，做了大量輕量化工作，如在電機轉子中用一些減重孔設計，或是採用鋁合金作爲原材料等等；
在應對電機冷卻難題時，舍弗勒選擇了強制水冷，相較於風冷和油冷，水冷可最大效率的發揮電機的使用效率，同時可與純電動汽車動力電池冷卻系統相連，符合客戶的成本訴求和整車最優設計；
此外，舍弗勒輪轂電機系統結構非常緊湊，可完全置入一個14英寸的輪輞中。
舍弗勒輪轂電機樣件
目前，舍弗勒輪轂驅動已經在許多車型上得到應用，比如舍弗勒Mover、德國航空航天中心模塊化概念車U-Shift、德國Innvelo 48V 燃料電池概念車以及德國聯邦教育和研究部資助的無人駕駛車輛等。
截止目前，舍弗勒輪轂驅動應用實例（圖片來源：舍弗勒）
而爲應對不同客戶需求，截至目前，舍弗勒已經完成以高壓（400V）、低壓（48V）、低軸載-一級減速、高軸載-兩級減速爲排列組成一個平臺化的解決方案。“初期來看，輪轂電機的需求量難以與現有乘用車相提並論，但藉由平臺化將各式各樣的應用場景疊加起來，也能產生規模效應。”蘇輝強調。
以高壓（400V）、低壓（48V）、低軸載-一級減速、高軸載-兩級減速爲排列組成一個平臺化的解決方案（圖片來源：舍弗勒）
在蘇輝看來，現階段仍難在乘用車市場展開。“乘用車面向終端消費者，更追求極致成本的把控，往往僅限於高端或是追求極致性能的產品中，而諸如自動駕駛區間巴士、物流運輸車、特種裝備等B端用戶則更多考慮的是整個生命週期的成本，更易實現推廣。”
可這並不意味着，乘用車企業會就此放棄，“主機廠明白，輪轂電機是電動汽車的終極解決方案，也很想進入到這個領域，只是現階段，大部分乘用車以技術儲備爲主，舍弗勒也與多家主機廠有密切聯繫，爲今後量產可能做準備。”蘇輝直言。
舍弗勒輪轂驅動業務爲何瞄準中國？
“首先，中國政府對於汽車電動化的推廣力度是不遺餘力的，而輪轂驅動也是國家重點支持的科研項目；其次，輪轂驅動與未來出行有很大的聯繫，中國將是未來全球自動駕駛汽車的最大市場；最後，在如何把握市場機遇方面，中國人的研發速度一定比德國人要走得快。”在被問及上述問題時，蘇輝表示，“因此，我們判斷舍弗勒的潛在客戶一定是以中國市場爲主。”
而同時，要知道的是，在過去一年間，受全球新冠疫情影響，集團全年實現銷售額126億歐元，而這其中，舍弗勒大中華區銷售額全年增長8.7%，突破了30億歐元，佔集團總銷售額的23.8%，已經成爲舍弗勒集團除歐洲地區之外的第二大業務區域。
基於對中國市場的重視，及“本土資源服務本土市場”的理念，目前舍弗勒除在太倉、蘇州、銀川、南京、湘潭等地設有10座生產基地外，並在長沙設立舍弗勒中國智能駕駛研究院，同時於2019年將舍弗勒輪轂驅動業務全球總部及研發中心移師上海，截至目前，舍弗勒中國獲得的專利總數已佔集團總專利比例超過20%。
其中，專注於輪轂驅動業務在華研發人員也已達20餘人，依託集團及大中華區現有研發資源和設施，進一步推進輪轂驅動產品的開發，快速響應市場需求。
面向未來，舍弗勒大中華區汽車科技事業部總裁楊漢兵先生表示，“舍弗勒將不斷加強本土研發，通過豐富的創新產品和技術解決方案，滿足客戶的多樣化需求，攜手客戶合作共贏，助力中國汽車行業的變革與發展。”
儘管在此次的訪談中，舍弗勒官方並未透露其輪轂驅動生產線建設的更詳盡資料，但好消息是，該生產線最快將於2022年下半年或2023年上半年啓動，具體取決於現在客戶的項目情況。
*版權聲明：本文爲蓋世汽車原創文章，如欲轉載請遵守 轉載說明 相關規定。違反轉載說明者，蓋世汽車將依法追究其法律責任!
本文地址：https://auto.gasgoo.com/news/202103/23I70246803C103.shtml