王秉刚

电动汽车有一种驱动方式令许多工程师感兴趣，那就是电动轮。传统的车辆驱动是将原动机的动力经过机械传动传送到车轮，其中一般要包括带有若干前进挡与一个倒车挡的变速器，带有一个固定速比的主减速器，还有使左右车轮保持良好差动关系的差速器。如果是全轮驱动的车辆，还要有保持车轴间差动关系的轴间差速器。这些传动机构不仅需要占用车辆的许多重量与空间，还会使车辆的机动性与灵活性受到许多限制。

电动轮去除了那些笨重且繁琐的机械传动机构，电通过电缆由车载电源输送给电动轮，每个驱动轮由一个电动机驱动，动力的分配、前进或倒退都由电子控制器控制。这样的系统从根本上改变了传统的车辆传动方式，具有如下三个优点。

一是去除了原动机与车轮之间复杂的传动机构，车辆内部腾出许多宝贵空间。大客车的地板可以设计的很低，便于乘客上下车。乘用车内部可以设计的更加舒适。装甲车、坦克车、工程机械等车辆有更大的装载空间。二是实现了对每个车轮独立的动力控制，大大提高了在野外环境和冰雪路面的运动性能。三是实现左右轮以相反的方向运动，配合以四轮转向机构，可以实现原地零半径转向，得到极佳的机动性。

电动轮早已在大型矿山自卸车（如100吨装载量的自卸车）上得到应用。在这种自卸车上，一个大功率的柴油机带动一个发电机发电，电能通过电缆输送给电动轮。但是，内燃机产生的机械能经过发电过程与电驱动过程都要有所损耗，因此传动效率低于机械传动。自从纯电驱动汽车再度热起来以后，电动轮在普通道路车辆上的应用再度受到了重视。在我国，比亚迪公司生产的K9大客车就是使用电动轮成功的例子。电动轮电动汽车及插电式混合动力汽车研发也纳入国家科技项目中。上汽研发的一款纯电动乘用车，在前驱的电驱动系统基础上，增加后轮电驱动，实现了四驱的纯电驱动系统。还有企业在前驱的混合动力系统基础上，增加后轮电驱动，设计出全轮驱动的混合动力乘用车。预计这些带有电动轮的新车型不久就会出现在市场上。

当然，将电机设计在车轮轮圈里还是有很多难题需要解决。首先，受轮圈空间与车轮转速的限制，设计与轮毂一体的电机功率受限，不能满足汽车动力性的需要；其次，要想增加电机功率，就要加大电机尺寸，高转速电机需要带减速机构，这些都会增加车轮部分的重量，这就需要加强底盘强度，同时还会造成车辆的舒适性变差；再次，车轮电机的工作条件很差，防水、防尘要求都很高。

鉴于上述难点，目前轮圈电机会先用于车速较低的大型车辆与工程机械上。对于乘用车，目前较为可行的电动轮机构是将电机含减速机构安装在车体上，通过传动轴驱动车轮，可以避免上述麻烦。

上周我去潍坊动力公司访问，看到他们将电动轮技术应用在串联混合动力履带式推土机上，大大简化了传动系统。发动机与电动轮之间有了储能装置，减少了发动机功率的波动，节省了燃油消耗。同时可以控制左右履带驱动电机往相反方向转动，使推土机灵活地原地零半径转向。这些让我进一步开阔了眼界，看到电动轮的广泛应用前景。endprint