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ZF这套轮轴电机系统中包括一台电动机、一台双级单挡变速箱(更接近于一个双级齿轮减速器)、差速器和一个专用的冷却单元。所有这些组件都由电力驱动软件控制。减少了复杂的机械结构,为电动汽车的开发设计减少成本。
ZF的这套系统最高可提供204马力(150千瓦),380牛·米的功率输出,整套系统的总重量仅为113公斤。轮轴电机的轴向长度为45厘米,宽38厘米,高51厘米。当然,这个尺寸就算不大也不可能直接装到现在市场上的现有车辆上。由于电动机完全整合到了驱动轴之内,尺寸紧凑,所需的电力系统可以安置在乘员厢地板下,无论是前轮驱动还是后轮驱动都可应用。在如今大力发展新能源车型的前提下,这套轮轴电机系统可以提供给车企一套优秀的解决方案。
除了高集成度,另一个重大突破则是ZF使用了异步电动机(ASM),不同于如今常用的永磁同步电机,异步电机不需要任何磁性材料,从而减少对于稀土元素钕和镝的需求,因而更加廉价、无害。电动机的最高转速可以达到13000转/分,单级变速箱传动比为9.6:1。ZF采用了双级齿轮减小了单级减速比,减少了噪音和损耗也保证了尺寸的紧凑。
ZF并不是唯一一家开发轮轴电机(e-axle)的厂商。GKN也已经开发出了名为eAxle的一套技术,已经售出了30万台。比如宝马i8在前轴,沃尔沃CX90 T8在后轴就使用了这一套系统。GKN的轮轴电机的输出为80马力,240牛·米,比ZF的低了不少。另一个与ZF的方案的不同点在于,GKN的解决方案是通过双离合来分配同一根轴上两个轮子获得的动力,而且GKN的集成度比之ZF的低了一些,电机与其余组件仍未结为一体。
GKN的eAxle,并没有集成电动机
或许有些童鞋还不明白这样一套系统比之传统的电动机+传动轴有什么优势。简单而言,第一,这一套系统将电动机和传动轴整合在了一起,占用空间大大减小,比之轮毂电机实现方便又不会增加簧下质量。第二,由于这是一套模块化电控的系统,车企在设计车辆时不需要考虑复杂机械传动结构,因而车企可以很容易将原先前轮驱动或者后轮驱动的车型改造成电四驱,尤其有利于混合动力车型。第三,大大降低车企开发成本,特别是对于纯电动车型,只需考虑蓄电池布置,动力输出则可以完全交给轮轴电机。
有这样的优势在,也难怪ZF信心满满,2018年量产之后燃料电池,纯电动和混合动力车型将迎来又一次高速发展。
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