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电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

2018-11-27 04:00:00 陈锋传

电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

【卡车之家 原创】国内物流业的快速发展、快递市场的需求驱动,及国家政策的倾斜支持,让新能源物流车近年来得以迅猛发展;2017年,我国新能源专用车销量达15万辆、同比增长152%,其中电动物流车是主力车型,占据了97%的份额。在各地政府、电商企业、物流企业的推动下,新能源物流车将迎来井喷式增长。

电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

电动物流车迅猛的发展也带动了驱动系统的技术发展,据知名电动驱动系统厂家的数据表示,目前纯电动物流车驱动系统有3种主流方案:

电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

江铃电动轻卡的电机直驱系统

1)电机直驱:优点是传动效率非常高,最高约95%左右。由于物流车上对电机的峰值扭矩要求持续时间长,因此这种方案下的电机无法通过降低电机扭矩来实现成本降低,至于为何大扭矩降不了成本呢?下文会提到。

电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

三环纯电动轻卡的电机+变速箱驱动系统

2)电机+减/变速箱驱动:电驱系统配备了减/变速箱,可大幅放大电机扭矩,因此电机的扭矩得以降低,由此带来的电机成本最高可降低>50%。此外,变速箱重量远低于电机,因此在降低重量方面也有一定的优势。但在传动效率方面则不如直驱的形式。

电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

比亚迪的电驱桥

3)电驱桥:优势是省去了动力总成安装悬置、传动轴、三相线、水管等部件,综合重量比变速箱低。

电动车驱动系统需要考虑的三个因素:

目前来看,纯电动物流车动力系统的技术路线主要是考虑三个指标:成本下降、重量降低、效率提升。

1.成本下降:后补贴时代、纯电动车辆要求成本方面逐步靠近传统燃油车,对于纯电动系统的要求就是成本继续大幅度下降。电机的成本的下降主要取决于电机的内部主要零部件。商用车电机的成本与电机的输出扭矩几乎呈正比,扭矩越大成本越高,因此像商用车电机直驱这一类需要大扭矩并持续时间长的电机种类,成本难以降低。

2.重量下降:纯电动车辆重量的增加,带来电耗的提高。决定电机重量的因素依然是电机内部的零部件,电机的重量也与扭矩成正比关系,而电机扭矩密度短时间内是难以大幅提高的,也意味着要想通过降低电机扭矩来降低重量,只能通过配备减/变速箱来使用较低扭矩的电机或者直接使用电驱桥。

3.效率提升:动力系统是纯电动车辆最为主要的耗能部件。动力系统的效率提升,是增加续航里程、降低电池成本的关键。目前电机和电机控制器的综合效率,最高约95%左右,可提升的空间已经非常有限。根据资料,主减速器的效率提升1%,则整车的电耗可降低2.5%以上。

电动物流车电驱系统未来趋势 高速化、集成化

电机高速化:

随着电机技术水平的提升,电机转速指标将逐步提升;在同样的动力性能的要求下,电机扭矩可进一步降低,从而带来成本以及重量的下降。此趋势在乘用车领域已经非常明显,同样在新能源物流车领域,电机高速化也是一个必然趋势。

驱动系统集成化:

电机直驱传动效率最高 为何不是未来趋势? 这三个因素才是重点

采埃孚的轮毂电机

目前大部分动力系统的电机、电机控制器以及减/变速箱都是相对独立的零部件,这种方式增加了动力系统的布置空间和相关附件的成本和重量。参考乘用车的发展趋势,通过集成化省去三相线、水管等附件,进一步降低成本和布置空间,将成为新能源物流车的发展趋势。

总结:

从目前来看,直驱方案在电动物流车未来性能需求方面,可提升的空间很有限,因此预测各大厂家新一代的产品上,中高端定位的产品装配电机直驱的量应该会有所下降;而减/变速箱方案在重量和成本方面较有优势,但同样是效率提升空间有限,但预计未来仍然是4.5吨电动物流车的主流电动力链;最后一个电驱桥方案,在成本、重量和效率方面都有较为明显的优势,几乎适用于2.5-18吨载重的车型。因此在动力总成的技术路线中,减/变速箱和电驱桥系统将逐步成为主流。(文/图 陈锋传)

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