當(dāng)下，我國(guó)純電動(dòng)客車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式主要分為集中式驅(qū)動(dòng)和分散式驅(qū)動(dòng)兩大類(lèi)。目前國(guó)內(nèi)客車(chē)市場(chǎng)以集中式驅(qū)動(dòng)為主，輪邊驅(qū)動(dòng)及輪轂驅(qū)動(dòng)這兩種分散式驅(qū)動(dòng)形式也在逐步推向市場(chǎng)之中。
集中式驅(qū)動(dòng)是當(dāng)下市場(chǎng)主流
純電動(dòng)客車(chē)中央式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可稱(chēng)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(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)而來(lái)，由主電機(jī)通過(guò)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。”蘇州綠控傳動(dòng)科技有限公司純電動(dòng)事業(yè)部副總經(jīng)理陳友飛介紹說(shuō)，這些方式分別能滿(mǎn)足各種規(guī)格的客車(chē)產(chǎn)品，屬于技術(shù)比較成熟的驅(qū)動(dòng)類(lèi)型。
“這其中，直驅(qū)電機(jī)是目前純電動(dòng)客車(chē)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(guò)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)。”精進(jìn)電動(dòng)科技股份有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，由于直驅(qū)電機(jī)技術(shù)成熟度較高，更容易被廣大客戶(hù)所接受，這也是客車(chē)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(chē)型上具備一定的優(yōu)勢(shì)。
“不過(guò)，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(lái)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(wèn)題。”陳友飛指出。
“即便如此，汽車(chē)企業(yè)為了產(chǎn)品能夠早日投放市場(chǎng)，一開(kāi)始基本會(huì)選擇集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案。”東南汽車(chē)新能源技術(shù)室主任王孝全在接受《中國(guó)汽車(chē)報(bào)》記者采訪(fǎng)時(shí)解釋說(shuō)，在新能源客車(chē)市場(chǎng)化初期，政策紅利是主要驅(qū)動(dòng)力，車(chē)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(lái)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。
分散式驅(qū)動(dòng)漸成未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
“隨著純電動(dòng)汽車(chē)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。”北汽福田汽車(chē)股份有限公司電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人王海龍指出，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(chē)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(jiàn)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(chē)輪旁邊，通過(guò)減速機(jī)構(gòu)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛。
在海格客車(chē)技術(shù)中心工程師王永濤看來(lái)，輪邊驅(qū)動(dòng)具備十分突出的優(yōu)勢(shì)。“首先，采用輪邊驅(qū)動(dòng)可以使車(chē)輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及整車(chē)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(chē)重心降低，提高車(chē)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(guò)能源管理和動(dòng)力系統(tǒng)控制策略?xún)?yōu)化驅(qū)動(dòng)及制動(dòng)力分配，降低能源消耗，提升車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性。與內(nèi)燃機(jī)、集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛相比，輪邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)還能大大改善車(chē)輛的行駛動(dòng)力學(xué)性能，能夠通過(guò)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(chē)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。”他說(shuō)道。
與輪邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)相比，被譽(yù)為純電動(dòng)客車(chē)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(chē)的傳統(tǒng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。”王海龍強(qiáng)調(diào)，裝配輪轂電機(jī)的底盤(pán)比傳統(tǒng)底盤(pán)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(chē)橋上，但電機(jī)系統(tǒng)在通過(guò)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(chē)輪，避免了效率損失這一問(wèn)題。”天海同步集團(tuán)董事長(zhǎng)呂超表示。
雖然優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)，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。王海龍指出，輪邊電機(jī)簧下質(zhì)量變大會(huì)影響整車(chē)的平順性和操控性；另外，目前仍沒(méi)有一個(gè)理想的方案來(lái)解決輪邊驅(qū)動(dòng)的差速問(wèn)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(wèn)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(wèn)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。”吉利汽車(chē)動(dòng)力總成研究院副院長(zhǎng)趙福成指出，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。
未來(lái)市場(chǎng)或呈多元化格局
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，新能源汽車(chē)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(chēng)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(lái)看，集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)占據(jù)純電動(dòng)客車(chē)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(lái)能否后來(lái)居上？
“無(wú)論從生產(chǎn)規(guī)模，還是從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)會(huì)是純電動(dòng)客車(chē)市場(chǎng)的主流，這個(gè)時(shí)間至少要持續(xù)3～5年。”業(yè)內(nèi)人士表示。
對(duì)此，王孝全也指出，集中式驅(qū)動(dòng)技術(shù)在純電動(dòng)客車(chē)市場(chǎng)主導(dǎo)地位近期無(wú)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。
呂超則是分散式驅(qū)動(dòng)技術(shù)“顛覆論”的支持者，他認(rèn)為輪轂驅(qū)動(dòng)技術(shù)將在純電動(dòng)客車(chē)和純電動(dòng)專(zhuān)用車(chē)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(lái)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(shuō)是公司新能源客車(chē)領(lǐng)域的開(kāi)山之作。”比亞迪商用車(chē)銷(xiāo)售事業(yè)部公關(guān)總監(jiān)肖海平十分看好輪邊驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展前景，2014年比亞迪搭載輪邊電機(jī)的公交車(chē)在國(guó)內(nèi)問(wèn)世以后，已在南京、杭州、深圳等地推廣數(shù)千輛。“其中，這款產(chǎn)品在深圳的運(yùn)營(yíng)里程已經(jīng)突破了40萬(wàn)公里，品質(zhì)得到用戶(hù)一致認(rèn)可。”
據(jù)了解，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(chē)也有12米輪邊驅(qū)動(dòng)客車(chē)出口海外。“相信，未來(lái)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。”上海富田電氣技術(shù)有限公司主任工程師蔣濤表示。
“不可否認(rèn)，輪邊驅(qū)動(dòng)、輪轂驅(qū)動(dòng)是新能源客車(chē)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。”王海龍認(rèn)為，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(guò)，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(lái)市場(chǎng)機(jī)遇，就能實(shí)現(xiàn)厚積薄發(fā)。”
