我的小慧慧 2021/07/20

新能源汽車輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋分析與典型產(chǎn)品參數(shù)和結(jié)構(gòu)分析，你知多少？

1、國內(nèi)電驅(qū)動(dòng)橋分類及發(fā)展技術(shù)路線分析

目前國內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展技術(shù)路線主要分為以下三種：

第一種是混合動(dòng)力，即在傳統(tǒng)燃油車上加裝電力驅(qū)動(dòng)，成本較高，傳統(tǒng)車向新能源汽車過渡的中間產(chǎn)品

第二種是改裝電動(dòng)車，即在燃油車基礎(chǔ)上，將發(fā)動(dòng)機(jī)改換成電動(dòng)機(jī)，依然保留傳統(tǒng)車的復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

第三種是正向研發(fā)電動(dòng)汽車，即按電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行布置和設(shè)計(jì)，全新正向自主開發(fā)，與在傳統(tǒng)汽車車身進(jìn)行改裝的電動(dòng)汽車相比，結(jié)構(gòu)合理性優(yōu)勢(shì)明顯。

現(xiàn)在市面上大部分商用車新能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由中央電機(jī)通過傳動(dòng)軸連接一個(gè)傳統(tǒng)的后橋，傳動(dòng)效率差，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜。

按照電機(jī)的布置形式，可以將電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋分成三類：輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋、中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋以及輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋。輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋常見于客車或商用車，比如比亞迪K9和長(zhǎng)江E-Glory（逸閣）；中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋普遍用于乘用車，比如特斯拉的經(jīng)典車型P85D；而輪轂電機(jī)由于設(shè)計(jì)難度較大，尚不能廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車。

2、什么是輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋？

輪邊電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)通常有輪轂電動(dòng)機(jī)和狹義的輪邊電動(dòng)機(jī)兩種方式。所謂狹義的輪邊電動(dòng)機(jī)方式是指每個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，但是電動(dòng)機(jī)不是集成在車輪內(nèi)，而是通過傳動(dòng)裝置（例如傳動(dòng)軸）連接到車輪。

輪邊電動(dòng)機(jī)方式的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)屬于簧載質(zhì)量范圍，懸架系統(tǒng)隔振性能好。但是，安裝在車身上的電動(dòng)汽車電機(jī)對(duì)整車總布置的影響很大，尤其是在后軸驅(qū)動(dòng)的情況下。而且，由于車身和車輪之間存在很大的變形運(yùn)動(dòng)，對(duì)傳動(dòng)軸的萬向傳動(dòng)也具有一定的限制。

通過將傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)總成高度集成為輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋，用電動(dòng)機(jī)、減速器機(jī)構(gòu)、輪轂等部件替代發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸等傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，能夠?yàn)檐囕v提供足夠的動(dòng)力輸出的同時(shí)，省略了離合器、變速器等環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，提高傳動(dòng)效率，且整車零部件比傳統(tǒng)燃油車減少30-40%，質(zhì)量大大減輕。

此外，這種輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋還能夠?qū)崿F(xiàn)汽車安全系統(tǒng)及底盤系統(tǒng)的電子化、主動(dòng)化，整車的安全性和可靠性顯著提高。

輪邊減速電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，同時(shí)裝備固定傳動(dòng)比的減速器。為了獲得較高的功率密度，適合現(xiàn)代高性能電動(dòng)汽車的運(yùn)行要求。電機(jī)的轉(zhuǎn)速通常高達(dá)10000r/min。減速結(jié)構(gòu)通常采用傳動(dòng)比在10∶1左右的行星齒輪減速裝置，車輪的轉(zhuǎn)速在在1000r/min左右。常電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)在4000-20000r/min，其目的是為了能夠獲得較高的比功率。

通過在輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一級(jí)減速器總成上或者半軸套管上設(shè)置液壓制動(dòng)器，使液壓制動(dòng)器與設(shè)置在輪轂上的制盤相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪轂液壓制動(dòng)，制動(dòng)反應(yīng)快，噪音小。通過采用這種液壓制動(dòng)方式，整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，一改以往的輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋諸多弊端，擴(kuò)大了輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的適用范圍。

作為動(dòng)力的輸出者，電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋需要根據(jù)具體車型而設(shè)計(jì)，以上這種形式的輪邊電機(jī)橋具有良好的安全性和可靠性，配合電子差速裝置，能更好的適應(yīng)壞路面，所以常見于載重較大的商用車。

3、輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車橋相比，輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋便于實(shí)現(xiàn)電子差速與轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制，可回收制動(dòng)能量，具有能量利用率高的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在以電動(dòng)車為代表的新能源汽車進(jìn)入加速發(fā)展階段，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，誰能提高能源利用率，提高電動(dòng)車的使用壽命和性能，誰就能站在新能源領(lǐng)域的制高點(diǎn)。

輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋優(yōu)勢(shì)在于不再經(jīng)由長(zhǎng)半軸部件傳動(dòng)并且舍棄了傳統(tǒng)的離合器、傳動(dòng)系統(tǒng)等機(jī)械部件，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，降低了車載自重。同時(shí)提高了對(duì)車輪控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

并且電動(dòng)機(jī)的選型由于減速器的存在可以有最小程度從集成整體式驅(qū)動(dòng)構(gòu)型的改變，但能夠?qū)︱?qū)動(dòng)輪有更加精準(zhǔn)的掌控力。是從集中式到輪轂式構(gòu)型之間的過渡構(gòu)型。

輪邊減速器構(gòu)型相對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋式其減速比固定，容易維修，而且電機(jī)和減速器并沒有放入輪輞內(nèi)，剎車系統(tǒng)可以很好地布置。ZF公司在2011年第四季度開始量產(chǎn)其新式低地板輪邊電驅(qū)動(dòng)橋車橋。

輪邊電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)相對(duì)于集中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)以電子差速控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外車輪不同轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)，而且精度更高；

2)取消機(jī)械差速裝置有利于動(dòng)力系統(tǒng)減輕質(zhì)量，提高傳動(dòng)效率，降低傳動(dòng)噪聲；

3)有利于整車總布置的優(yōu)化和整車動(dòng)力學(xué)性能的匹配優(yōu)化；

4)降低對(duì)電動(dòng)汽車電機(jī)的性能指標(biāo)要求，且具有冗余可靠性高的特點(diǎn)；

4、輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的缺點(diǎn)

1）、采用兩個(gè)電機(jī)+兩個(gè)控制器，為滿足各輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制要求高，增加了電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，所以將兩個(gè)電機(jī)控制器融合在一起，做成雙電機(jī)控制器是非常有必要的；

2）省略了變速箱后，汽車的加速完全依靠電機(jī)轉(zhuǎn)速的提升，由于電機(jī)的峰值外特性，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速超過峰值扭矩加速點(diǎn)后，無法繼續(xù)輸出峰值扭矩而降扭輸出，電機(jī)不能一直在高效區(qū)運(yùn)行，損失了一部分電機(jī)效率；

3)電動(dòng)機(jī)的分散安裝布置提出了結(jié)構(gòu)布置、熱管理、電磁兼容以及振動(dòng)控制等多方面的技術(shù)難題；

5、集中式與分布式電驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)路線的爭(zhēng)論

眾所周知，當(dāng)電機(jī)越來越輕量高效，動(dòng)力電池可以相應(yīng)少裝一些，整車質(zhì)量也就能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輕量化。

在運(yùn)營過程中，用戶和電機(jī)技術(shù)專家發(fā)現(xiàn)，常規(guī)單電機(jī)直驅(qū)逐漸表現(xiàn)出高坡度區(qū)域爬坡力不足、中高速性能不足，在重量、成本方面也有不足。該問題被“非對(duì)稱雙電機(jī)動(dòng)力分配系統(tǒng)”解決：即把一個(gè)大電機(jī)(低速區(qū)高效)和一個(gè)小電機(jī)(中高速區(qū)高效)結(jié)合起來，使得系統(tǒng)在更加寬廣的工況區(qū)中有更高的效率，在實(shí)現(xiàn)高動(dòng)力的同時(shí)，進(jìn)一步改善能耗，這一技術(shù)比同級(jí)別的單電機(jī)系統(tǒng)電耗水平降低5-10%，效能明顯提升。

雙電機(jī)直驅(qū)近些年陸續(xù)在電動(dòng)客車上應(yīng)用，當(dāng)使用偏置門式橋的時(shí)候，電動(dòng)公交車也可以很好地實(shí)現(xiàn)低地板，滿足了廣大公交用戶的需要。

中央驅(qū)動(dòng)方式對(duì)傳統(tǒng)的整車設(shè)計(jì)沖擊較小，而且可以調(diào)整成多種多樣的驅(qū)動(dòng)方式，如單電機(jī)直驅(qū)、雙電機(jī)直驅(qū)、變速方案、減速方案、混動(dòng)(含增程式)方案，而后文提到的(輪邊或輪轂)驅(qū)動(dòng)方式缺乏這些靈活性，限制了產(chǎn)品的普及和發(fā)展。

無論是從傳統(tǒng)零部件搭載，還是生產(chǎn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益來看，中央集中驅(qū)動(dòng)電機(jī)是未來客車市場(chǎng)的主流，這個(gè)時(shí)間至少要持續(xù)3-5年。也有專家認(rèn)為，“中央直驅(qū)”表述不如“集中驅(qū)動(dòng)”更科學(xué)，因?yàn)橹彬?qū)電機(jī)也就是集中驅(qū)動(dòng)。本文兩種說法均采納。

6、從“集中直驅(qū)”到分布式“輪邊電機(jī)”　

當(dāng)中央直驅(qū)電機(jī)(集中直驅(qū))已經(jīng)廣泛被客車用戶所接受的時(shí)候，部分用戶悄悄把眼光看向了更高處：一方面電動(dòng)客車對(duì)整車輕量化的需求越來越強(qiáng)烈，另一方面公交車需要更大面積的低地板，輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。

輪邊電機(jī)可以讓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)一步減重瘦身，取消了商用車“后牙包”，實(shí)現(xiàn)了前后貫通低的地板，其獨(dú)立懸架可以使公交車實(shí)現(xiàn)寬通道——部分公交公司的目光立即被吸引住了。

輪邊電機(jī)的技術(shù)要求比其他驅(qū)動(dòng)電機(jī)更高一些。輪邊電機(jī)居于簧下，需要更好的抗振性和密封性，還要以較小的體積、較低的重量獲得足夠的扭矩、低噪音、低發(fā)熱，設(shè)計(jì)難度加大，實(shí)用驗(yàn)證時(shí)間不如中央直驅(qū)電機(jī)，市場(chǎng)還需要給輪邊電機(jī)更多的時(shí)間來驗(yàn)證。

但隨著輪邊電機(jī)的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化，我們相信，輪邊電機(jī)的成本會(huì)逐漸降低，這對(duì)中國電動(dòng)客車的技術(shù)進(jìn)步和輕量化意義重大。

7、輪轂雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的缺點(diǎn)

1）、輪轂電機(jī)系統(tǒng)集驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、承載等多種功能于一體,優(yōu)化設(shè)計(jì)難度大；

2）、車輪內(nèi)部空間有限，對(duì)電機(jī)功率密度性能要求高，設(shè)計(jì)難度大；

3）、電機(jī)與車輪集成導(dǎo)致非簧載質(zhì)量較大，惡化懸架隔振性能，影響不同路面行駛條件下的車輛操控性和安全性。同時(shí)，輪轂電機(jī)將承受很大的路面沖擊載荷，電機(jī)抗振要求苛刻；

4）、車輛大負(fù)荷低速爬長(zhǎng)坡工況下容易出現(xiàn)冷卻不足導(dǎo)致的輪轂電機(jī)過熱燒毀問題，電機(jī)的散熱和強(qiáng)制冷卻問題需要重視；

5）、車輪部位水和污物等容易積存，導(dǎo)致電機(jī)的腐蝕破壞，壽命可靠性受影響；

6）、輪轂電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)可能會(huì)引起汽車輪胎、懸架以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的振動(dòng)和噪聲；

而且從整車控制角度考慮，也是有很多問題需要解決的，比如電子差速控制，牽引力控制，汽車的橫擺角速度控制等等，這里就不展開說了。

用在大巴上的要比用在私家車上更能體現(xiàn)輪轂電機(jī)的優(yōu)勢(shì)，畢竟大巴對(duì)乘坐空間、行駛舒適性方面的要求很低，各方面的空間尺寸（比如說輪子的大?。┒紱]有私家車這么狹促。還有就是底盤高度可以下降很多。

8、集中式電驅(qū)動(dòng)橋是現(xiàn)階段更容易接受的方案

純電動(dòng)客車中央式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可稱為集中式驅(qū)動(dòng)，該種驅(qū)動(dòng)形式基于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)而來，由主電機(jī)通過傳動(dòng)軸連接驅(qū)動(dòng)橋，簡(jiǎn)而言之，是將傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)替換成以電機(jī)為核心的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

集中式驅(qū)動(dòng)又分單電機(jī)與雙電機(jī)兩種方案，單電機(jī)有直驅(qū)、電機(jī)+變/減速器與中央驅(qū)動(dòng)橋三種形式。雙電機(jī)方案則有雙電機(jī)并聯(lián)+變/減速器、雙電機(jī)串聯(lián)+變/減速器方案以及兩個(gè)電機(jī)+變/減速器（兩個(gè)電機(jī)分立在變速器兩端）等形式，這些方式分別能滿足各種規(guī)格的客車產(chǎn)品，屬于技術(shù)比較成熟的驅(qū)動(dòng)類型。

這其中直驅(qū)電機(jī)是目前純電動(dòng)客車上應(yīng)用最為廣泛的一種方案，該系統(tǒng)由一臺(tái)電機(jī)通過傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋連接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高且便于維護(hù)，由于直驅(qū)電機(jī)技術(shù)成熟度較高，更容易被廣大客戶所接受，這也是客車企業(yè)普遍采用直驅(qū)電機(jī)方案的原因所在。

此外，中央驅(qū)動(dòng)橋可以看作是集中式驅(qū)動(dòng)發(fā)展至今的升級(jí)版。據(jù)了解，中央驅(qū)動(dòng)橋是將電機(jī)橫置集中在驅(qū)動(dòng)橋上，由于取消了主減速器，有助于降低能耗，同時(shí)集成化的設(shè)計(jì)也減輕了整體重量，目前在8米以下的車型上具備一定的優(yōu)勢(shì)。

不過，集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)雖然成熟度較高，但從細(xì)分驅(qū)動(dòng)方案來看，也存在著缺陷。例如，直驅(qū)電機(jī)就存在爬坡性能不足、中高速性能欠缺、重量較大、成本較高等問題。

即便如此，汽車企業(yè)為了產(chǎn)品能夠早日投放市場(chǎng)，一開始基本會(huì)選擇集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案，在新能源客車市場(chǎng)化初期，政策紅利是主要驅(qū)動(dòng)力，車企肯定會(huì)尋求一種改動(dòng)較為簡(jiǎn)易的驅(qū)動(dòng)方案來快速搶占市場(chǎng)，而集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是那時(shí)的最佳方案。

9、分散式驅(qū)動(dòng)漸成未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著純電動(dòng)汽車技術(shù)研究逐漸深入，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置結(jié)構(gòu)也逐漸由單一動(dòng)力源的集中式驅(qū)動(dòng)向多動(dòng)力源的分散式驅(qū)動(dòng)發(fā)展，與集中式驅(qū)動(dòng)相比，分散式驅(qū)動(dòng)省去了變速器、傳動(dòng)軸、機(jī)械差速器、半軸等部件，把電機(jī)移動(dòng)到車輪側(cè)，使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)單。

目前分散式驅(qū)動(dòng)中較為常見的是輪邊驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)形式是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)布局在車輪旁邊，通過減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)車輪行駛。采用輪邊驅(qū)動(dòng)可以使車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及整車結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔、緊湊，容易實(shí)現(xiàn)低地板及站立面積和載客數(shù)的增加。同時(shí)，還能使整車重心降低，提高車輛行駛穩(wěn)定性。

另外，輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于動(dòng)力傳動(dòng)鏈短，而且能通過能源管理和動(dòng)力系統(tǒng)控制策略優(yōu)化驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)力分配，降低能源消耗，提升車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。與內(nèi)燃機(jī)、集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛相比，輪邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)還能大大改善車輛的行駛動(dòng)力學(xué)性能，能夠通過電機(jī)控制技術(shù)，較為容易的實(shí)現(xiàn)ABS、TCS及ESP功能；除此之外，該系統(tǒng)可提高車輛轉(zhuǎn)向行駛性能，并有效減小轉(zhuǎn)向半徑，甚至零轉(zhuǎn)向半徑，大大增加了轉(zhuǎn)向靈便性。

與輪邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)相比，被譽(yù)為純電動(dòng)客車終極解決方案的輪轂驅(qū)動(dòng)技術(shù)則將“分布式驅(qū)動(dòng)”的精髓發(fā)揮到了極致。

輪轂電機(jī)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是將動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置全部整合到輪轂內(nèi)，得以將電動(dòng)車的傳統(tǒng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。裝配輪轂電機(jī)的底盤比傳統(tǒng)底盤少了很多零部件，在成本上會(huì)有較大優(yōu)勢(shì)。另外，其傳動(dòng)效率比集中式驅(qū)動(dòng)和輪邊驅(qū)動(dòng)都要高。

初步測(cè)算，輪轂電機(jī)系統(tǒng)要比集中式驅(qū)動(dòng)的效率高出13％～16％。而輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)雖然原理上也是將電機(jī)布置在車橋上，但電機(jī)系統(tǒng)在通過減速機(jī)構(gòu)后，會(huì)有10％左右的效率損失。而輪轂電機(jī)則是直接驅(qū)動(dòng)車輪，避免了效率損失這一問題。

雖然優(yōu)勢(shì)顯而易見，但分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)存在的技術(shù)難題同樣不容忽視，輪邊電機(jī)簧下質(zhì)量變大會(huì)影響整車的平順性和操控性；另外，目前仍沒有一個(gè)理想的方案來解決輪邊驅(qū)動(dòng)的差速問題，尤其在高速轉(zhuǎn)彎與路面顛簸情況下的差速控制。而輪轂電機(jī)的可靠性及非簧載質(zhì)量加大的問題則更為明顯，同時(shí)，由于所有部件均集中在輪轂內(nèi)，散熱及電子控制問題也亟待解決。

分布式驅(qū)動(dòng)方案高昂的成本也是影響其市場(chǎng)化的另一重要原因，分布式驅(qū)動(dòng)至少需要兩個(gè)電機(jī)，成本大概是直驅(qū)系統(tǒng)的三倍以上，分布式驅(qū)動(dòng)在降低電耗上所創(chuàng)造的收益與系統(tǒng)的成本并不對(duì)等，造價(jià)和成本問題是困擾分布式驅(qū)動(dòng)布局批量應(yīng)用的難題之一。

10、新能源電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展前景分析

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)分為三個(gè)技術(shù)發(fā)展階段，第一階段是集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)，第二階段是輪邊電機(jī)技術(shù)，第三階段是被稱為終極解決方案的輪轂電機(jī)技術(shù)。

從目前市場(chǎng)格局來看，集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)占據(jù)純電動(dòng)客車市場(chǎng)主導(dǎo)地位是不爭(zhēng)的事實(shí)。那么，分散式驅(qū)動(dòng)技術(shù)作為更為先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)方案，未來能否后來居上？

無論從生產(chǎn)規(guī)模，還是從經(jīng)濟(jì)效益來看，集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)會(huì)是純電動(dòng)客車市場(chǎng)的主流，這個(gè)時(shí)間至少要持續(xù)3~5年。集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)在純電動(dòng)客車市場(chǎng)主導(dǎo)地位近期無法撼動(dòng)，而2020年之后，補(bǔ)貼的退坡又使分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)市場(chǎng)化難度再次加大。

未來，分散式輪轂驅(qū)動(dòng)技術(shù)將在純電動(dòng)客車和純電動(dòng)專用車市場(chǎng)上占據(jù)一席之地。除此之外，輪轂電機(jī)技術(shù)與自動(dòng)駕駛結(jié)合所帶來的市場(chǎng)機(jī)會(huì)也會(huì)更大。

采用輪邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)的比亞迪K9可以說是公司新能源客車領(lǐng)域的開山之作。

福田歐輝在2015年已批量生產(chǎn)了18米輪邊驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)產(chǎn)品，海格客車也有12米輪邊驅(qū)動(dòng)客車出口海外。相信未來分散式驅(qū)動(dòng)技術(shù)將會(huì)是行業(yè)主流，而成本也會(huì)隨著產(chǎn)量的增加而降低。

不可否認(rèn)，輪邊驅(qū)動(dòng)、輪轂驅(qū)動(dòng)是新能源客車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向，系統(tǒng)集成化、控制數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)也會(huì)助力分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)的快速普及，不過就目前而言，分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)還需盡快完成技術(shù)積累，待到迎來市場(chǎng)機(jī)遇，就能實(shí)現(xiàn)厚積薄發(fā)。

輪邊電機(jī)是電機(jī)裝在車輪邊上以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)該車輪，兩側(cè)分別一個(gè)電機(jī)+減速箱，取消了主減速器和差速器，綜合電耗比較好。通過控制兩個(gè)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和差速，但是差速控制一直都是個(gè)難題，目前還沒有一個(gè)理想的方案完全解決輪邊驅(qū)動(dòng)的差速問題，尤其在高速轉(zhuǎn)彎與路面顛簸上的差速控制難題未解決。而且非簧載質(zhì)量較高，影響舒適性，目前有少數(shù)車型采用此方案。

11、輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋在商用車上的應(yīng)用

輪邊驅(qū)動(dòng)，在應(yīng)用于汽車之前，其實(shí)更多的是應(yīng)用在地鐵和高鐵上中國稱雄世界的先進(jìn)技術(shù)，時(shí)速380公里的高鐵，使用的就是輪邊電機(jī)。中國客車網(wǎng)關(guān)注到，在2016年下半年，比亞迪推出的云軌商用車上，應(yīng)用了自主研發(fā)的輪邊電機(jī)技術(shù)。

ZF采埃孚是國際上第一家電驅(qū)動(dòng)車橋的輪邊電機(jī)，最早在沃爾沃客車上應(yīng)用。其后，國內(nèi)陸續(xù)有比亞迪、長(zhǎng)江客車(長(zhǎng)江公司)，中植客車帶獨(dú)立懸架輪邊電機(jī)的客車進(jìn)入公告目錄，宇通也在研發(fā)生產(chǎn)輪邊電機(jī)，應(yīng)該很快進(jìn)入公告。

有一些汽車公司已經(jīng)推出了雙輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)客車（注意，是客車），比如比亞迪K9，已經(jīng)在西安的大街小巷跑了。但僅僅是客車的推廣。四輪驅(qū)動(dòng)或者是小型汽車，都沒有投放市場(chǎng)。為什么？說簡(jiǎn)單了兩個(gè)字，成本。電動(dòng)客車的研發(fā)大多數(shù)都有國家財(cái)政支持，舉例說某家車企一個(gè)項(xiàng)目拿了國家六千萬，但是小型汽車都沒有這種福分。

根據(jù)技術(shù)級(jí)別由低向高來看，比亞迪的e6、北汽150EV都屬于前輪驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。電動(dòng)機(jī)在車輛前部橫直置，連接到減速機(jī)并通過傳動(dòng)軸將動(dòng)力傳遞給車輪，驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。這樣結(jié)構(gòu)與采用傳統(tǒng)汽油機(jī)的小型汽車相似。這樣設(shè)計(jì)可結(jié)合電動(dòng)汽車零排放的優(yōu)勢(shì)，兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成熟技術(shù)，將研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降低，快速形成量產(chǎn)和利潤。但是因較為落后的傳統(tǒng)技術(shù)影響了先進(jìn)的電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的最大效能的發(fā)揮。

技術(shù)級(jí)別更高一些的則是采用輪邊減速系統(tǒng)與輪轂電機(jī)整合在一起的動(dòng)力解決方案。如目前正在量產(chǎn)的K9系列電動(dòng)大巴。采用輪邊電機(jī)集成減速的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的后輪驅(qū)動(dòng)設(shè)定。這樣的好處則是將電動(dòng)機(jī)與減速器融入到驅(qū)動(dòng)橋上，采用剛性連接、減少高壓電器數(shù)量和動(dòng)力傳輸線路長(zhǎng)度。優(yōu)化后的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可降低車身高度、提高承載量、提升有效空間，增加公交運(yùn)營性價(jià)比。但是不足的是輪邊減速系統(tǒng)的可靠性，電動(dòng)機(jī)小型化需要大量的研發(fā)投入，技術(shù)提升成本更高。從目前得到的信息來看，采用這一電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的K9大巴出口歐洲數(shù)個(gè)國家并在美國建廠。

12、ZF采埃孚輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋

電動(dòng)化在大巴、城市公交車領(lǐng)域，國內(nèi)目前發(fā)展的比歐洲還要好，AVE130車橋作為采埃孚最新研發(fā)的創(chuàng)新產(chǎn)品，主要應(yīng)用于純電動(dòng)和串聯(lián)混合動(dòng)力公交車；該產(chǎn)品基于電動(dòng)獨(dú)立輪驅(qū)動(dòng)，車橋兩側(cè)輪端分別內(nèi)置一個(gè)水冷式三相異步感應(yīng)電機(jī)，與標(biāo)準(zhǔn)低地板車橋擁有幾乎相同的安裝尺寸。采埃孚AVE130車橋引入國內(nèi)需要解決本地化問題。

AVE130門式電驅(qū)動(dòng)車橋系統(tǒng)廣泛適用于各種車型，牽引力強(qiáng)勁。AVE 130電驅(qū)動(dòng)橋由兩個(gè)感應(yīng)電機(jī)構(gòu)成，以每側(cè)電機(jī)125Kw的功率輸出——合計(jì)輸出250千瓦，相當(dāng)于335 bhp(340 PS)。功率與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)。加速?zèng)]有任何動(dòng)力中斷，所以乘客們不會(huì)有頓挫感。與傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，使車輛的乘坐體驗(yàn)更舒適，底盤振動(dòng)更低，駕乘更安靜。

AVE 130輪端包括兩級(jí)減速裝置，最大能夠產(chǎn)生485Nm。

采埃孚低地板電驅(qū)動(dòng)車橋AVE130特點(diǎn)：

1、輕量化設(shè)計(jì)；

2、內(nèi)置一體式電機(jī)設(shè)計(jì)，高度集成在車橋內(nèi)部，沒有獨(dú)立的電機(jī)外殼；

3、水冷高轉(zhuǎn)速電機(jī)與大減速比減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使得電機(jī)尺寸更小，系統(tǒng)高效區(qū)更寬；

4、在整車設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，不需要傳動(dòng)軸等機(jī)械硬連接，經(jīng)測(cè)算重量一般能輕250-500kg；

13、長(zhǎng)江輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋

長(zhǎng)江汽車以及天津天海同步科技公司對(duì)于輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)的研發(fā)投入，長(zhǎng)江公司在該領(lǐng)域成為全球最強(qiáng)最大的研發(fā)與生產(chǎn)基地，迄今已經(jīng)形成5噸、8-10噸、13噸等規(guī)格的輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋。

在商用車領(lǐng)域，長(zhǎng)江汽車全新自主研發(fā)了輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋，取代了傳統(tǒng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、離合器、傳動(dòng)軸和后橋，實(shí)現(xiàn)了高度集成，提高了可靠性和傳動(dòng)效率。同時(shí)采用低速高扭驅(qū)動(dòng)電機(jī)，自帶配置IMU，實(shí)現(xiàn)ESC主動(dòng)控制策略+協(xié)調(diào)再生制動(dòng)策略，由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)減速器。全新行星太陽輪設(shè)計(jì)，能夠滿足峰值扭矩內(nèi)的任意扭矩回收或輔助制動(dòng)，多處部件采用鋁合金材料，實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。

與傳統(tǒng)燃油車相比，長(zhǎng)江電動(dòng)車的輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋省略了離合器、變速器等環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，提高傳動(dòng)效率，且整車零部件比傳統(tǒng)燃油車減少30-40%，質(zhì)量大大減輕。

以長(zhǎng)江汽車的輪邊雙電機(jī)橋?yàn)槔?，圖中除去所示的空氣彈簧及懸架系統(tǒng)，剩下的就是電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋了：驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器構(gòu)成動(dòng)力總成；制動(dòng)卡鉗和制動(dòng)盤構(gòu)成制動(dòng)系統(tǒng)；起承載作用的則是驅(qū)動(dòng)橋體。

此外，長(zhǎng)江的輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋還能夠?qū)崿F(xiàn)汽車安全系統(tǒng)及底盤系統(tǒng)的電子化、主動(dòng)化，整車的安全性和可靠性顯著提高，真正實(shí)現(xiàn)了所有新能源汽車追求的“輕”、“快”、“好”。便于實(shí)現(xiàn)電子差速與轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)控制，可回收制動(dòng)能量，具有能量利用率高的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在以電動(dòng)車為代表的新能源汽車進(jìn)入加速發(fā)展階段，競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，誰能提高能源利用率，提高電動(dòng)車的使用壽命和性能，誰就能站在新能源領(lǐng)域的制高點(diǎn)。

長(zhǎng)江電動(dòng)車在輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋方面擁有多年的研究經(jīng)驗(yàn)和豐富的技術(shù)儲(chǔ)備，擁有包括201510290881X（一種齒輪支撐結(jié)構(gòu)、輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋）、20（減速器總成的端蓋結(jié)構(gòu)、輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)橋）等7項(xiàng)專利。

長(zhǎng)江電動(dòng)車通過在輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一級(jí)減速器總成上或者半軸套管上設(shè)置液壓制動(dòng)器，使液壓制動(dòng)器與設(shè)置在輪毅上的制盤相配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)輪毅液壓制動(dòng)，制動(dòng)反應(yīng)快，噪音小。通過采用這種液壓制動(dòng)方式，整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間少，一改以往的輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋諸多弊端，擴(kuò)大了輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋的適用范圍。

現(xiàn)長(zhǎng)江電動(dòng)商用車均采用輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋，含5噸、8噸、10噸、13噸四種噸級(jí)，用于高端中巴車的5噸級(jí)輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋集成了ESC等功能，在商用車領(lǐng)域全球首創(chuàng)，不僅具有世界領(lǐng)先技術(shù)水平，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也為電動(dòng)車的整車布置提供了極大的便利，大大改善了電動(dòng)車安全等性能，直接秒殺比亞迪和特斯拉。

14、比亞迪輪邊雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋

2014年起，比亞迪裝載輪邊電機(jī)的客車在國內(nèi)問世，其后在南京、杭州、深圳等地推廣，受到了廣大公交公司的歡迎。藉此，比亞迪客車品牌在業(yè)內(nèi)迅速滲透。目前搭載輪邊電機(jī)的K9已經(jīng)有數(shù)千輛公交車在運(yùn)行。　

資料顯示，比亞迪云軌的輪邊電機(jī)技術(shù)，在體積、重量、扭矩、精度、噪音以及全壽命周期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用層面進(jìn)行有效的平衡，其技術(shù)全部自主研發(fā)、自行生產(chǎn)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用永磁同步技術(shù)，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)。

2014年比亞迪搭載輪邊電機(jī)的公交車在國內(nèi)問世以后，已在南京、杭州、深圳等地推廣數(shù)千輛,產(chǎn)品在深圳的運(yùn)營里程已經(jīng)突破了40萬公里。

減速器與輪邊電機(jī)以及盤式制動(dòng)分泵的驅(qū)動(dòng)總成特寫。

K9的輪邊電機(jī)與減速器的橫截面特寫：可看到減速器齒輪以及輪轂內(nèi)部的軸承。

第一臺(tái)量產(chǎn)版輪邊電機(jī)參數(shù)：最大功率90千瓦（122馬力）、最大轉(zhuǎn)速7500rpm、工作電壓640V。

在研發(fā)上，匹配輪邊電機(jī)的減速器通過三至四組齒輪（包括重要的行星齒輪）順勢(shì)將驅(qū)動(dòng)力減速到正常范圍（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在正常狀態(tài)下可達(dá)到7000-12000rpm，通過減速器將及電動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速減速到500-5000rpm不等）。這就要求減速齒輪的質(zhì)量、減速器與輪邊電機(jī)的加工精度以及設(shè)計(jì)可靠性都要達(dá)到一定高度。

K9大巴在海外成功運(yùn)營，意味著輪邊電機(jī)帶減速器技術(shù)的驅(qū)動(dòng)橋已經(jīng)十分成熟。如果在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，將K9的驅(qū)動(dòng)橋增加轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，對(duì)全車電傳控制系統(tǒng)、車身結(jié)構(gòu)稍加調(diào)整，就意味著一套電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)初具雛形。

K9系列電動(dòng)大巴采用的是比亞迪自行研發(fā)生產(chǎn)的輪邊驅(qū)動(dòng)電機(jī)，最大功率90kW。雙輪驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)省去了傳統(tǒng)大巴的驅(qū)動(dòng)橋（包含差速器）和傳動(dòng)軸，騰出了大量空間用來降低地板高度。對(duì)于之前毫無制造大巴經(jīng)驗(yàn)的比亞迪，解決2臺(tái)輪邊電機(jī)協(xié)作運(yùn)行存在著不小困難。

上圖是K9系列后驅(qū)動(dòng)橋總成特寫，2臺(tái)輪邊電機(jī)由副車架（連接）、拖曳臂、上下推力桿以及黃石提供的空氣懸架和薩克斯提供的減震器構(gòu)成。每臺(tái)輪邊電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)單元由減速器、盤式制動(dòng)組件以及電機(jī)控制單元組成。除空氣懸架和減震套筒其余部件都是比亞迪獨(dú)立研發(fā)和制造。

經(jīng)過2年的磨合與改進(jìn)（控制程序），匹配到K9系列電動(dòng)大巴上的運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。當(dāng)然，在國內(nèi)絕大多數(shù)電動(dòng)大巴仍然采用落后的軸間電機(jī)推進(jìn)（由傳統(tǒng)車橋去掉差速器換裝軸間電機(jī)，繼續(xù)使用驅(qū)動(dòng)橋和傳動(dòng)軸）技術(shù)的車廠。

這套輪邊電機(jī)總成采用的是風(fēng)冷自散熱體系，全鋁合金材質(zhì)有利于快速散熱。相對(duì)以往電動(dòng)車采用液冷散熱結(jié)構(gòu)，更加簡(jiǎn)單可靠。但為了保證整套系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，還是對(duì)最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行了限定。

動(dòng)力總成機(jī)構(gòu)長(zhǎng)這樣，那些斜齒就是輪邊減速器，右側(cè)還有一組行星齒輪用以將動(dòng)力輸入和制動(dòng)分隔開。

電動(dòng)大巴輪邊減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)橋總成，完全替代了“傳統(tǒng)”的電動(dòng)機(jī)和減速器驅(qū)動(dòng)解決方案。

低地板輪邊電機(jī)帶減速橋簡(jiǎn)圖。