【導語：拼算力、拼續航、拼電池，現在汽車行業充滿著“軍備競賽”的氣息，如今有企業又重新拾起了對輪轂電機的關注，押寶曾經被放棄的技術也算是反其道而行之，那麼輪轂電機會成為下一個顛覆汽車行業的技術嗎？】
撰文|一頁書、編輯|禾子
車輪90度轉向、車輛原地掉頭、更充裕的車內空間，這些優勢都可以透過搭載輪轂電機實現。該技術早在100多年前就已存在，不過因為種種原因一直被擱置了，直至近日終於有了被喚醒的跡象！日前，舍弗勒輪轂驅動業務全球總部及研發中心正式在上海啟用，這意味著這項顛覆性技術要重見天日了嗎？
這項曾經被拋棄的技術有何魅力呢？
從汽車工業的發展程序來看，進入純電時代以後，汽車的結構也愈發簡單，比如省去了離合器、變速箱的結構也簡約了很多，不過傳動系統是始終無法省略的，尤其是四輪驅動的車輛。然而有一項技術能淘汰全部傳動系統，這就是輪轂電機技術。
從原理上來看，傳統電動汽車的傳動方案是把電機的輸出扭矩透過變速器和差速器傳遞到車輪，需要參與的機構有電機、傳動軸、變速器、差速器和車輪。相比之下，選用輪轂電機的方案就可以省去全部的傳動系統，電機裝在輪轂內，不經過任何機械結構的傳遞就可以直接驅動車輪。那麼這項被譽為“顛覆汽車行業”的技術在實際的場景中有哪些優勢呢？
首先，更簡化的結構可以節省車輛的空間佈局。由於高度整合化，省去很多複雜結構後，車身重量變輕，也減少了定期維護和故障率等方面的問題。除此之外，還可以節省前艙的佈置空間，以及四驅車輛的後排座椅的凸起，乘客可以享受更大的車內空間。
應用輪轂電機技術更方便控制，可實現多種複雜的驅動方式，也提高了傳動效率。輪轂電機具備單個車輪獨立驅動的特性，轉速和扭矩傳遞的精度也十分高，所以無論是前驅、後驅還是四驅形式，它都可以輕鬆實現。此外，採用該技術的車輛更容易實現高制動能量回收利用率。
此外，輪轂電機技術有助於車企節省研發和製造成本。很多複雜的傳動機構得以節省，所以整車的生產成本減少了；而輪轂電機理論上只與車輪大小有關，所以有助於推行模組化生產，這樣研發成本也降低了。
汽車電動化技術的浪潮已經推進了超過一百年，如今電動化也已經成為大勢。而輪轂電機憑藉“顛覆性”的優勢，很早就被認為是電動車領域的革命性技術之一，然而為什麼一直沒有實現量產呢？
普及輪轂電機技術還存在這些挑戰
雖然輪轂電機在理論上存在著光明的前景，研究的歷史也超過了100年，但是由於內燃機的崛起，再加上輪轂電機本身在技術上的問題，一直沒有實現量產，普及輪轂電機技術還存在這些挑戰。
首先，採用輪轂電機技術後，將增大簧下質量和輪轂的轉動慣量，對車輛的操控及舒適性有所影響。現在越來越多的民用車輛透過選用鋁合金等輕質材料以減輕簧下質量，在提升懸架的響應速度後，車輛行駛的平穩性得到提高，在過彎時也讓車身更靈活，不過在使用輪轂電機後，簧下質量提升，恰恰反其道而行之。而輪轂轉量也有所增加，車輛的加速響應也會變慢。
其次，電制動效能有限，維持制動系統執行需要消耗更多電能。採用輪轂電機技術的車輛由於輪轂電機系統的電制動容量較小，往往不能滿足整車制動效能的要求，所以需要附加機械制動系統，這也意味將有更大的能量消耗。
此外，機械制動時產生極大的熱量，對輪轂電機系統的散熱也是一項考驗。考慮到整車製造的成本，如果輪轂電機技術被推行後，大部分車輛將採用價效比更高的永磁電機，永磁體對溫度非常敏感，如果散熱不佳會使電機造成損壞，那麼就需要在散熱系統上下更多功夫。
雖然輪轂電機擁有美好的前景，但是在研發的過程中又新增了更多的問題，那麼完全放棄傳統的驅動形式，是否會需要投入更多的成本呢，這不是捨近求遠嗎，想必這也是很多車企停步不前的原因。
舍弗勒成為第一個“吃螃蟹”的人？
2020年11月，舍弗勒釋出了2025戰略規劃，針對汽車科技事業部，舍弗勒再一次強調要致力於成為電驅動行業的技術領導者，而輪轂電驅技術將成為切入點。
“舍弗勒輪轂驅動生產線最快會在2022年下半年或2023年上半年啟動，具體取決於客戶的專案進展，而中國將是未來全球自動駕駛汽車的最大市場，舍弗勒的潛在客戶也一定是以中國市場為主”。日前，舍弗勒大中華區輪轂驅動業務和汽車技術研發副總裁蘇輝博士的這番話足以體現這家公司對輪轂驅動技術的信心滿滿。
事實上，舍弗勒早在2009年就展開了輪轂電機的研發。據悉，針對輪轂電機各項缺點，舍弗勒透過試驗和升級，根據客戶具體的應用需求找到了一個平衡點。具體來說，為減輕簧下質量，舍弗勒在保證強度的前提下，做了大量的輕量化工作，比如在電機轉子中用一些減重孔設計，或是採用鋁合金作為原材料；而在應對冷卻問題時，舍弗勒選擇了強制水冷的方案，該方案下，電機的水冷系統可與動力電池冷卻系統相連，增加使用效率；此外，在輪轂的佈局結構方面，舍弗勒也將總成置入一個14英寸的輪輞中，空間利用率將近一步提高。
在量產進度方面，舍弗勒已經完成以高壓（400V）、低壓（48V）、低軸載-一級減速、高軸載-兩級減速為排列組成的一個平臺化解決方案。短期內，輪轂電機的需求量可能難以與傳統電力驅動形式相提並論，但是利用好平臺模組化生產模式，也會帶來不錯的規模效應。
高效率和高整合度是輪轂電機先天性的優勢，但還有新的挑戰需要克服，能否克服這些困難也決定了輪轂電機在電動化技術浪潮的推進中能否成為濃墨重彩的一筆。那麼“偏向虎山行”的舍弗勒，究竟能否成為第一個“吃螃蟹”的人呢？
點評
單從理論上看，輪轂電機完全可以算作電動車領域的革命性技術之一，其所展現的優勢對車企而言也十分“誘人”，不過面臨的挑戰也很難克服。不過，成功的訣竅往往掌握在少數人手裡，興許舍弗勒就真的決定了新能源汽車下一步的發展方向。雖然還不確定舍弗勒能是否是那個將輪轂驅動形式成功量產的企業，成為第一個“吃螃蟹”的人，但可以確定的是這種“偏向虎山行”的精神值得業內學習！
