上一期專欄為大家介紹了保時捷Taycan的兩檔變速箱。并且拋出了一個觀點：雖然特斯拉的電動車產(chǎn)品在全球這么火熱，但并不代表特斯拉的技術(shù)是最先進的，充其量只能說其理念是非常先進的。因為牽扯到變速箱相關(guān)的核心技術(shù)特斯拉無法突破，所以選擇了退而求其次的單級減速器的方案。而具備變速箱開發(fā)能力的保時捷，在Taycan上通過兩檔變速箱的使用，明顯提升了各個速度范圍段的加速性能，并且續(xù)航里程不降反升。
雖然目前市面上能夠看到的純電動車采用的都是電驅(qū)動橋布置方案（電機把動力傳遞給差速器，然后分成左右半軸后傳遞到車輪），但并不代表輪轂電機技術(shù)不夠先進，而是目前絕大多數(shù)主機廠包括供應(yīng)商并不掌握輪轂電機的核心技術(shù)。那么輪轂電機到底有哪些性能優(yōu)勢？它將如何顛覆傳統(tǒng)燃油或電驅(qū)動的技術(shù)架構(gòu)？本期來為大家解讀。
■ 輪轂電機可以提高續(xù)航里程
我在之前的一篇專欄《續(xù)航里程提升神器，輪轂電機離我們越來越近》中，為大家介紹過輪轂電機對于續(xù)航里程的性能提升。這里就不重復(fù)了，總而言之，輪轂電機由于不需要任何傳動系統(tǒng)，電機轉(zhuǎn)子輸出的扭矩直接作用于車輪，所以省去了中間環(huán)節(jié)的能量損耗，并且對于新勢力們可以完全擺脫變速箱、差速器、傳動軸等傳動部件的研發(fā)。
而目前制約輪轂電機大規(guī)模應(yīng)用的一個要素，就是永磁電機的永磁體會存在高溫消磁的現(xiàn)象。由于輪轂電機距離剎車太近，會導(dǎo)致溫度過高，如果解決不了散熱問題，則很難量產(chǎn)永磁輪轂電機。
▲隨著電機性能的不斷提升，輪轂電機的量產(chǎn)指日可待。
■ 取消了傳動部件，布置更柔性化
特斯拉和目前市售的一系列純電動車還在堅持使用減速器、差速器、半軸的驅(qū)動橋布置方式，并不是因為這種方式性能好，而是目前輪轂電機沒有突破，只能不得已而為之。雖然電機的尺寸已經(jīng)較傳統(tǒng)的燃油發(fā)動機小了很多，但對于空間有限的車身來說，電機和電控系統(tǒng)仍然是一個很占地方的東西。
▲特斯拉的電驅(qū)動橋占據(jù)了車身很多空間，而且電機有多大，電控系統(tǒng)基本與之差不多大。
再加上單級減速器總成以及差速器和傳動半軸，幾乎要占據(jù)后橋的所有空間。這與我們想象的未來方盒子狀的無人駕駛電動車大相徑庭。這也是為什么EV大行其道的今天，我們從外觀上卻看不出來它跟燃油車有什么差異。這里面雖然有碰撞安全法規(guī)方面的要求，但是最主要的還是因為電驅(qū)動橋的存在，讓電動車無法擺脫傳統(tǒng)燃油車的底盤布置方式。如果實現(xiàn)輪轂電機的布置，把電動機、電控系統(tǒng)以及減速器都集成在輪轂當(dāng)中，就可以獲得一個全平的底盤平臺。底部均勻的布滿電池，而電池和車橋之上全部都可以用來設(shè)計成成員空間或者儲物空間。
▲通過對單個車輪的獨立轉(zhuǎn)向和驅(qū)動控制，可以實現(xiàn)360度無死角平移，從此停車入庫將會無比簡單。
■ 轉(zhuǎn)矩矢量對整車Dynamic性能有著顛覆性提升
當(dāng)每個車輪變成了一個可獨立控制的動力單元，并且實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩適量之后，整車的動態(tài)操穩(wěn)性能可以得到一個顛覆性的提升。我們知道傳統(tǒng)驅(qū)動橋模式驅(qū)動的車輛，受制于差速器的動力分配特性，在轉(zhuǎn)彎時動力會優(yōu)先分配給阻力較小一側(cè)的車輪，這就會導(dǎo)致在轉(zhuǎn)彎過程中，抓地力更好的車輪得不到足夠大的動力。
由此，誕生了類似于本田SH-AWD這樣的可以左右分配扭矩的主動式差速器，通過一套成本極高的多片離合器和復(fù)雜的控制器來實現(xiàn)左右車輪之間的動力分配。即便這樣其響應(yīng)速度仍然是制約性能發(fā)揮的主要瓶頸，并且這種復(fù)雜的差速器系統(tǒng)也會導(dǎo)致能耗升高，傳動效率降低，對于電動車來說這是得不償失的，會極大的損耗續(xù)航里程。
所以傳統(tǒng)電驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)的電動車，只能通過簡單的對單側(cè)車輪的制動來實現(xiàn)左右車輪的扭矩分配。而輪轂電機，則有天生的扭矩矢量控制功能，可以精準的基于每個車輪的抓地力提供扭矩，把每個車輪的性能發(fā)揮到極致。
如上圖，通過扭矩矢量控制可以實現(xiàn)更加靈活的操穩(wěn)性能。即便是擁有超長車身軸距的車輛也能獲得小車般的靈動，能夠極大的提高機動性，操控性和主動安全性。
除此之外，當(dāng)每個車輪可以實現(xiàn)獨立的扭矩矢量控制之后，還能實現(xiàn)單側(cè)車輪驅(qū)動或者通過給單側(cè)車輪提供額外扭矩，實現(xiàn)更加靈敏的轉(zhuǎn)向性能。甚至可以像坦克原地掉頭那樣，通過單側(cè)車輪的動力驅(qū)動，讓車輛實現(xiàn)極小的轉(zhuǎn)彎半徑。當(dāng)車輛在彎道產(chǎn)生轉(zhuǎn)向不足或者轉(zhuǎn)向過度時，通過對單側(cè)車輪的扭矩矢量控制可以靈活的把車輛運行軌跡修正到正常循跡范圍內(nèi)。
■ 采用輪轂電機之后，減重效果十分明顯
從直觀感覺上，如果去掉了電驅(qū)橋必須要的減速器、差速器、傳動半軸，改為直驅(qū)的輪轂電機的話，重量肯定時是會減輕的，那么到底能夠減輕多少重量呢？我們經(jīng)過簡單測算，在其它性能相同的情況下，傳統(tǒng)驅(qū)動橋和輪轂電機的重量對比如下圖：
如上圖：采用電驅(qū)動橋系統(tǒng)需要103kg重量，而采用性能相同的輪轂電機系統(tǒng)，重量可以降到72kg。足足能夠減重31kg，如果是四輪驅(qū)動，算上前驅(qū)動橋的減重，效果非?？捎^。
■ 結(jié)論
更小的體積，更輕的重量，更低的能耗讓采用輪轂電機的車輛可以重新設(shè)計整車的外觀和空間布局。扭矩的矢量控制可以讓車輛獲得無與倫比的操控性、靈活性和安全性。這將徹底改變汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計，改變汽車外形和內(nèi)部空間的設(shè)計。如果覺得現(xiàn)在看到電動車還是長得太像汽油車的話，相信不久的將來，隨著輪轂電機的量產(chǎn)，汽車的形態(tài)和性能都會產(chǎn)生顛覆性的革新，這個革新不亞于從馬車到汽車的革新，或許這才是電動汽車該有的樣子。
