WNEVC 2021 | 堡敦机电有限公司营运副总裁兼中国区总经理方舟:轮毂电机如何为整车提高市场份额和利润
2021年9月15-17日,“第三届世界新能源汽车大会”(WNEVC 2021)在海南国际会展中心盛大召开,由中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合,携手实现碳中和”为主题,邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。
在9月16日上午举办的主题峰会“新能源汽车电驱动技术”上,堡敦机电有限公司营运副总裁兼中国区总经理方舟发表了精彩演讲。
以下内容为现场演讲实录:
各位嘉宾,各位领导,很高兴今天有机会和大家介绍一下轮毂电机如何为整车厂提供市场赋能和利润。
我今天演讲主要分三个部分,第一介绍一下我们的轮毂电机,第二介绍一下整车驱动的策略,最后是总结。我们一直致力于轮毂电机的研发制造,实际上也是为数不多的在轮毂电机行业里边坚持十几年一直研究轮毂电机技术的,是想为电动汽车创造更多的驾驶体验。
我们的第四代产品使用了标准的16寸、18寸轮辋,可直接装入轮毂。跟三合一总成最大的不同是轮毂电机不需要减速器来传动,是直驱的。经过台架和整车验证,寿命已经达到15年和30万公里。现在新一代的轮毂电机是集成了摩擦制动器和轮毂轴承,可以直接装在轮毂上,我们的产品还集成了控制器,相当于把控制器、减速器、电机整合在一个轮毂里面。
我们2008年成立到现在,在轮毂电机领域进行了13年的研究,产品也经过了几代的更新。从第一代开始到现在做第四代样机,克服了几个重要的技术问题,现在第四代轮毂电机基本上已经具备了量产的可能性,在技术上已经突破了,明年会量产第五代。轮毂电机制约量产的较大瓶颈是成本问题,第五代跟第四代相比在成本上减少了三分之二,为了降低成本,我们想了很多的办法。
其实轮毂电机从电机本身来讲,作为一个产品在概念设计上已经是完成了,现在要做的就是怎么让它工业化,降低成本。轮毂电机的技术优势在于它可以装在轮子里,从而把整车上装三合一的空间完全释放出来,这是一个很大的优势。第二个优势是操控性更好,直接作用在轮毂上来控制轮毂转动,不需要任何传动机构,所以响应是毫秒级的。
这么多年来,我们装了五十几台样车和研发用车,跟奔驰合作,跟奔驰欧洲的研发部门在进行密切研讨;研发方面,跟大众等等做了很多样车。现在有小批量的客户做园区的车型、冷链车,都是在美国应用的。
下面介绍轮毂电机驱动整车的策略,现在大家可以看到传统燃油车大部分结构跟原来差不多,但是轮毂电机不占用整车的内部空间,所以可以给整车的设计带来很多想象空间。我们认为有两条路径实现轮毂电机,一条我们称之为渐变式的,一条是革命式的。革命式是一步直接采用轮毂电机,渐变式是整车可以不断推出新的产品,给市场一个渐变式的过程,接受程度会比较好一点,还有它的投资比较低,不用一下子投入很大,但是它的问题是会冲淡整个轮毂电机带来的最终概念的冲击。其实轮毂电机到现在没有产业化,主要有两个瓶颈,一个是产品本身处于不断研发的状态,既产品本身的瓶颈。还有是整车,为更好的应用轮毂电机需要专门打造整车平台,这个需要跟整车厂一起研发,这样才可以更好地体验出轮毂电机的扭矩矢量控制的性能。如果采取革命式的路径,优势很明显,可以一下子抓住眼球,立刻呈现出一个完全崭新的驱动模式。跟三合一的驱动模式完全不一样,它是直接在轮边轮毂起作用。这个产品的定位也是不一样的,它的弱势也很明显,就是投入比较大,这是因为需要一个新的平台。
轮毂电机是传统燃油车切换成插电混动的最便捷的途径,插电混动是非常重要的技术路线,大家知道日本用的比较多的是插电混动,我们因为国家战略原因,所以纯电动用的比较多。从技术上讲,插电式的在可靠性各方面更加成熟。
轮毂电机也是前驱纯电动转换成四驱的最佳途径,如果用传统的三合一,从两驱转到四驱,费用增加,续航里程减少,这是大家会碰到的问题。在现有平台打造轮毂电机,它的核心优势刚刚已经介绍了,第一是可以对整车提供更大空间,还有一个是轮毂电机通过扭矩矢量控制直接工作在轮子上,反应是毫秒级的。如果电动车装了轮毂电机,可以认为是电动车里的宝马。宝马的卖点不是内饰,也不是舒适性,而是驾驶操控性,轮毂电机也是同样的意思。真正的核心价值是两点,一个是操控性,反应非常快,毫秒级,任何通过减速器实现是不可能的。一万六千转的传统三合一通过减速器作用到轮子上,一定有延迟,但是如果直接工作在轮毂上,就直接驱动轮子了,这种体验是完全不一样的。比宝马的那种驾驶操控性还要迅速,因为宝马只是工作在发动机上,通过发动机和变速箱优越的设计,而轮毂电机是直接工作在轮子上,这是一个核心优势。还有一个我认为是附带性质的,因为轮毂电机是装在轮毂里的,所以省出来三合一总成占用的整车空间。整车空间大的话可以做很多很多的优化。
我们研究过,比如说4.8米车长的B级车,轴距2.8米,如果装上轮毂电机,轴距可以达到3.2 m,可以达到像S级奔驰的感受,所以这个好处也是非常明显的,因此在这里我想讲轮毂电机的核心优势就是两点,一点是空间的感受,还有一点是操控性的感受。
接下来给大家介绍一些轮毂电机的应用场景。比如说一辆装有100度电池包的传统型车,正常加速时间6.8秒,如果前后用两个三合一,可以把加速时间提到3.5秒,但是会损失续航里程。如果前后两个中央电机,再加上两个轮毂电机,加速性能可以再提升0.2秒,在这样的情况下也会损失续航里程,这是一个顶配级的。如果两个中央电机加4个轮毂电机,加速时间可以达到2秒以内,这是超跑达到的性能,不过这同样会损失更多的续航里程;但如果省出来的空间可以布置更多电池包,就可以增加49度的电池包,即可以增加200公里以上的续航里程。我们测算过B级车,最多可以增加63度电的电池包,可以增加300多公里续航里程,那么续航里程可以达到1000多公里,这是轮毂电机带来的另一个好处。
总结一下,轮毂电机可以给整车厂带来更好的效益,可以提高安全性、操控性,以及增加空间。轮毂电机可以给整车提供新的细分市场,如果我们采取两种方式,无论是渐变式还是革命式都可以达到新的轮毂电机应用的平台,既下一个轮毂电机应用的场景。
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)
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