填补学术专著空白 推动产业化发展《轮毂电机分布式驱动控制技术》新书发布
8月25日,《轮毂电机分布式驱动控制技术》新书(简称”新书”)发布会暨轮毂电机技术创新与产业发展圆桌论坛在机械工业出版社举行。该书由浙江大学副教授朱绍鹏和天津天海同步集团有限公司董事长吕超共同著写,机械工业出版社出版。
机械工业出版社总编辑郭锐、《中国汽车报》社社长辛宁、天津天海同步集团有限公司董事长吕超、浙江大学副教授朱绍鹏、中国汽车自动变速器创新联盟秘书长,中欧协会齿轮传动产业分会秘书长李盛其、机械工业出版社汽车分社社长赵海青共同启动新书的发布仪式
■填补轮毂电机技术领域专著空白
《轮毂电机分布式驱动控制技术》是轮毂电机分布式驱动控制理论的沉淀与轮毂电机产品研发的结果,具有很强的指导性和可读性。
机械工业出版社总编辑郭锐
机械工业出版社总编辑郭锐在致辞中表示,2020年发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确指出,未来15年轮毂电机总成是电驱动系统的发展重点。轮毂电机驱动是纯电驱动的终极形式。目前,轮毂电机不仅是学术界的研究焦点,更是产业界的研发热点。据预计,2025年轮毂电机的渗透率将达到10%,市场规模达到万亿级。新书对推动轮毂电机产业发展和技术进步方面发挥重要作用。
《中国汽车报》社社长辛宁
《中国汽车报》社社长辛宁则从汽车产业发展趋势谈轮毂电机技术战略意义。汽车行业正处于百年大变局的关键时期,互联网、大数据技术正在改变人类的政治、经济、文化及社会发展。在此背景下,汽车也迎来新的发展机会。一是汽车智能化,软硬件协同重新定义汽车;二是由于能源危机、环境污染、气候变化导致人类面临巨大的挑战,新能源汽车是必然发展方向。新能源汽车三大关键技术,电池、电控及电机。目前,电池技术进步飞快,电机、电控发展也不错。因此,轮毂电机在新能源车中的重要性不言而喻,它已被视为汽车驱动模式的颠覆性变革。
对此,在传统轮毂电机的基础上,辛宁认为,要重新认识这一技术及思维模式;二是电机理论需要重新梳理和创新验证;三是电机工程师需要不断地打磨这一新产品并在各种工况下验证、试验其一致性及稳定性。此外,也是最重要的一点,轮毂电机要想大规模产业化,必须把成本降下来。
在辛宁看来,新书出版是轮毂电机发展史上具有里程碑意义的事件,期待这本著作的出版能够对推动轮毂电机产业发展和技术进步发挥重要作用。
新书还得到了中国汽车工程学会名誉理事长付于武亲自作序,他在序中写道:“《轮毂电机分布式驱动控制技术》填补了该领域专著的空白,有助于为新能源汽车产业培养更多电驱动前沿技术专业人才。两位著者一直致力于轮毂电机分布式驱动控制技术的研发创新、推广应用,深耕十余年,砥砺奋进。希望此书出版之后,能进一步加快轮毂电机分布式驱动控制技术产业化步伐。”
■颠覆传统传动系统 引爆万亿级产业
新书作者朱绍鹏、吕超合影
“滑板底盘是2022年汽车圈热词。此前,百年汽车行业一直追求模块化全平低底盘设计,主流车企及零部件企业都未曾放弃过。其实,滑板底盘就是我们研究多年希望这一技术能够实现的。”新书作者之一朱绍鹏介绍了她对轮毂电机分布式驱动控制技术的认识。
为什么说这一技术是实现“滑板底盘”的最佳载体?朱绍鹏介绍,轮毂电机分布式四驱系统由电机直接驱动车轮,省去了变速器、传动轴、差速器、半轴等大量传动零部件,提高了驱动系统效率,且易实现整车轻量。轮毂电机分布式控制器通过CAN通信从整车控制器中获得加速踏板行程、电机转速、方向盘转角、横摆角速度等信号,经过设计的分布式驱动控制策略计算分析,分析式驱动控制器输出电机转矩控制指令给4个轮毂电机驱动控制器,实现实时控制4个轮毂电机转矩。
朱绍鹏还介绍了轮毂电机分布式驱动技术优势。一是缩短传动链,提高效率,减轻车重,可实现模块化全平低底盘设计。二是提高车辆动力性,简单线控实现四驱、前驱、后驱等多种驱动形式。三是改善车辆动力学性能,通过轮毂电机分布式驱动控制可以实现电子差速、车身稳定控制等多种动力学控制功能。四是智能驾驶天然硬件载体,电机控制响应是发动机十几倍,多个轮毂电机形成的执行冗余,可以保证智能驾驶更高效更安全。
新书作者之一、中国轮毂电机第一人吕超介绍轮毂电机产业化发展。“我有一个汽车产业梦,希望中国能够在一个领域,全球研发第一,率先产业化。”他说,为此,天海集团2015年投资先进乘用车轮毂电机公司Protean,2016年成立湖北泰特机电有限公司,以5500万欧元收购了先进商用车轮毂电机公司英国e-Traction。经过这几年,吕超总结轮毂电机发展的一些经验教训及产业化问题,也厘清了一些发展的思路。他认为,轮毂电机产业化有两大方向,一是商用车轮毂电机产业化的进度要快于乘用车。从市场化的角度看,在客车和重卡领域,商用车轮毂电机由于其高效、高可靠性、整车易于布置、较低的后期使用成本,产业的进度会比较快。二是乘用车高端车型可能实现突破。高端车型对成本的吸收力较高、且整车自重较重,可以采用主动悬架技术。在市场同质化竞争下,车企有应用创新技术的动力。
朱绍鹏、吕超都认为,轮毂电机在商用车领域应用较多,且能带来明显优势。朱绍鹏说,公交车采用轮边后驱设计后,车辆大幅降重,同时滑板底盘能有效提高载客量,由原来的70人可提升至76人。吕超也表示,轮毂电机能大幅提高商用车传动效率,比传统电机高30%且故障及维修率低。此外,减少碳排放。以公交车为例,其在全生命周期中(40万公里)可以减少超过110吨的碳排放。
北京航空航天大学交通科学与工程学院教授徐向阳通过线上介绍了新能源汽车下一代驱动系统技术路线,轮毂电机就是其中重要的一种新生力量。
■行业大伽共话轮毂电机加速产业化
轮毂电机前景很好,但创新研发及产业化问题同样不少。在圆桌论坛上,清华大学田光宇教授主持,朱绍鹏、吕超与北汽海纳川技术中心主任宫雨、北京理工大学教授席军强、中国汽车自动变速器创新联盟秘书长,中欧协会齿轮传动产业分会秘书长李盛其、中国机械杂志社常务副社长陈永光共同探讨目前轮毂电机技术产业化面临的挑战。
席军强认为,轮毂电机技术非常吸引人,我们也关注很长时间。高速车辆来讲,轮毂电机产业化面临挑战,一是车辆搭载轮毂电机后会增加簧下质量、减少簧上质量,进而需要重新考虑车辆的底盘设计;二是轮毂电机安装在轮毂内,也会受到更多的颠簸与外界环境影响,对电机的耐用性、可靠性也提出了很大的挑战。三是轮毂电机驱动性对应用场景有一定要求。
宫雨认为,轮毂电机需要更小的制动系统、高效的冷却润滑系统、小型集成化车轮,缩小轮毂尺寸及黄金比例等。此外,控制从机械转向电子的挑战等。
李盛其则认为,控制、悬架、电机及制动是轮毂电机产业化最大的挑战。他与陈永光都建议,政、产、学、研、用、社、宣等七位一体,共同推动我国轮毂电机产业化发展。