沒有輪轂電機(jī)的配合，所謂滑板底盤與老式的非承載式車身即帶大梁的車身結(jié)構(gòu)沒有本質(zhì)區(qū)別。

采用滑板底盤的Rivian車身。

2015燃油版福特F-150的底盤，與所謂滑板底盤相差無幾。

電動(dòng)版福特F-150的底盤，很明顯與燃油版相差無幾。

號(hào)稱滑板底盤的Rivian的獨(dú)立懸掛。

電動(dòng)版福特F-150的后懸掛。

真正的滑板底盤應(yīng)該如上圖，采用輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)將制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向都集成在輪子內(nèi)，沒有了懸掛，沒有了動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，徹底顛覆汽車行業(yè)，博世、大陸汽車和采埃孚之類的底盤類企業(yè)會(huì)受到影響。

輪轂電機(jī)之所以無法用在乘用車上有幾點(diǎn)原因。

其一、汽車行業(yè)都知道，"簧下一公斤，簧上十公斤"。

其大致意思是簧下質(zhì)量降低一公斤，整體取得的優(yōu)化效果相當(dāng)于簧上質(zhì)量降低十公斤。而輪轂電機(jī)大幅度增加簧下質(zhì)量，而汽車行業(yè)都想盡辦法降低簧下質(zhì)量。

簧下質(zhì)量對車輛性能的影響主要是舒適性、操控性、加速以及制動(dòng)性能?；上沦|(zhì)量對加速性的理解相對容易，就好比是短跑運(yùn)動(dòng)員的跑鞋，肯定越輕越好。

這點(diǎn)放在汽車上也是一樣的，車輪重量越輕，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就越小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小就意味著相同動(dòng)力的情況下車輪更容易被驅(qū)動(dòng)，從而能獲得更短的加速時(shí)間。而且較輕的簧下質(zhì)量也可以換來更卓越的制動(dòng)效果。

簧下質(zhì)量會(huì)直接影響車輛的操控性能，簧下質(zhì)量越小，車輛操控就越靈活。這是因?yàn)榛上沦|(zhì)量越小，它們的慣性也就越小，慣性越小就意味著運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對容易改變，當(dāng)遇到凹凸不平的路面時(shí)，懸架就會(huì)根據(jù)路面的起伏情況快速做出反應(yīng)，操控性能和舒適性自然會(huì)得到提高。因此輪轂電機(jī)無法用于乘用車，其舒適性太差。

英國Protean的輪轂電機(jī)，恒大在2019年5月30日斥資5800萬美元收購了Protean，不過在2021年，恒大將其賣給土耳其人創(chuàng)立的倫敦電動(dòng)汽車公司Bedeo。恒大還收購了一家號(hào)稱世界最先進(jìn)的商用車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)公司——荷蘭e-Traction。不過2019年3月花5億人民幣收購e-Traction，2021年11月又1400萬人民幣賣出。相信Protean也是虧本大甩賣。

其二，輪轂電機(jī)運(yùn)行環(huán)境惡劣，可靠性是首要問題。

輪轂電機(jī)作為電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)核心零部件，集成了動(dòng)力、傳動(dòng)與制動(dòng)功能，本身具有很高的可靠性要求；加之輪轂電機(jī)貼近地面，長期經(jīng)受劇烈震動(dòng)、灰塵、砂石、泥水等復(fù)雜的工作環(huán)境，對于可靠性的要求更為苛刻。

其三、各輪轂電機(jī)之間轉(zhuǎn)速與扭矩獨(dú)立受控，雖然給整車的動(dòng)力系統(tǒng)提供了靈活性，卻也給一致性校準(zhǔn)提出了更高的要求。

集中電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式輪轂結(jié)構(gòu)相對簡單生產(chǎn)一致性高，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中通過機(jī)械傳動(dòng)連接，保障各輪的運(yùn)動(dòng)一致性。相較于傳統(tǒng)輪轂，輪轂電機(jī)在生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn)中的一致性難度成倍增長，這要求廠商具備精良的制造工藝能力與深度多次的校準(zhǔn)。

其四、輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)把驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器都集中在車輪內(nèi)，非簧載質(zhì)量大幅增加。

僅完全靠輪胎緩減沖擊，這會(huì)導(dǎo)致車輛垂直方向的振動(dòng)幅度變大，車輛行駛過程中的平順性與舒適性完全喪失，也就是說你等于坐在一輛三輪板車上，非鋪裝道路顛簸程度會(huì)讓你痛不欲生?；上沦|(zhì)量的增加還將導(dǎo)致輪胎的附著性能變差，嚴(yán)重影響車輛操控。

其五、散熱冷卻困難是輪轂電機(jī)技術(shù)必須要面對的問題，如果處理不當(dāng)甚至?xí)斐呻姍C(jī)燒毀。

輪轂電機(jī)將動(dòng)力、傳動(dòng)、制動(dòng)集中在狹小的空間之內(nèi)，電動(dòng)汽車可能經(jīng)常處于加速減速爬坡等高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，剎車過程中也會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，而輪轂電機(jī)還必須提高密封性來應(yīng)對復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境。

輪轂電機(jī)有一個(gè)無法突破的材料瓶頸，那就是永磁材料的溫度上限問題。輪轂電機(jī)體積要盡量小，重量輕，這樣才能放進(jìn)輪轂內(nèi)，要知道輪轂電機(jī)并非是輪轂內(nèi)只有電機(jī)，還有其他輔助機(jī)構(gòu)，如轉(zhuǎn)向和制動(dòng)，它們也會(huì)占據(jù)大量的空間。效率要盡量高，效率高意味著熱損耗低。因此輪轂電機(jī)必須用稀土永磁電機(jī)。

目前高性能電機(jī)都是稀土永磁電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)具體如下：

效率高：異步電動(dòng)機(jī)效率曲線一般在60%額定負(fù)載以下時(shí)下跌較快，輕載時(shí)效率很低。稀土永磁電動(dòng)機(jī)效率曲線高而平，在20%~120%額定負(fù)載時(shí)均處于高效率區(qū)。

功率因數(shù)高：稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)實(shí)測值已接近極限值1.0，功率因數(shù)曲線和效率曲線一樣高而平，功率因數(shù)高，不需要低壓無功補(bǔ)償，充分利用配電系統(tǒng)容量。

定子電流?。恨D(zhuǎn)子無勵(lì)磁電流，無功功率降低，定子電流明顯下降，與同等容量異步電動(dòng)機(jī)相比，定子電流值可下降30%~50%。同時(shí)，因定子電流大幅降低，電機(jī)溫升下降，軸承潤滑脂及軸承壽命延長。

高失步轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩：稀土永磁同步電機(jī)有較高的失步轉(zhuǎn)矩和牽入轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)具有較高的負(fù)載能力，并可以順利牽入同步。

作為對比，交流異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)）在工作時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組要從電池吸收部分電能勵(lì)磁，消耗了電能，這部分電能最終以電流在轉(zhuǎn)子繞組中發(fā)熱消耗掉，該損耗約占電機(jī)總損耗的20~30%，降低了電機(jī)的使用效率。而且重量偏大，11kW的異步電機(jī)重量為110kg，而永磁電機(jī)僅為48kg，相當(dāng)于交流異步電機(jī)重量的43.6%。

稀土永磁材料的發(fā)展歷程

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

稀土永磁材料按照其開發(fā)順序可分為四代： ?

繼鋁鎳鈷永磁和鐵氧體永磁材料之后，第一、二代稀土永磁材料 SmCo5 和Sm2Co17 相繼問世

第三代稀土永磁是80年代開發(fā)成功的釹鐵硼磁材

而以稀土鐵氮和稀土鐵碳為代表的第四代稀土永磁尚在研發(fā)階段

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料具有較高的磁能積、內(nèi)稟矯頑力和剩磁強(qiáng)度。其最大磁能積約為第一代稀土永磁SmCo5的2倍，第二代稀土永磁Sm2Co17的1.5倍，其內(nèi)稟矯頑力約為第二代稀土永磁Sm2Co17的2倍，而其剩磁分別為第一代稀土永磁SmCo5的1.3倍和第二代稀土永磁Sm2Co17 的1.2倍。 ?

目前最好的稀土永磁是釹鐵硼。1982年，日本住友特殊金屬的佐川真人（Masato Sagawa）發(fā)現(xiàn)釹磁鐵，日立金屬將釹鐵硼磁體商業(yè)化，至今日立金屬和住友特殊金屬掌握著釹鐵硼商業(yè)化90%的核心專利。新能源汽車中的牽引電機(jī)和EPS轉(zhuǎn)向中的高性能電機(jī)基本都是釹鐵硼永磁電機(jī)。

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

釹鐵硼按照制造工藝的不同可分為粘結(jié)釹鐵硼、燒結(jié)釹鐵硼和熱壓釹鐵硼三種。其中，燒結(jié)釹鐵硼和熱壓釹鐵硼的主要特點(diǎn)是磁性能優(yōu)異、抗腐蝕性能好；而粘結(jié)釹鐵硼的優(yōu)勢在于可以一次成形，尺寸精確、形狀復(fù)雜、材料利用率高，但其磁性能不及燒結(jié)釹鐵硼，因此應(yīng)用范圍受限；目前，熱壓釹鐵硼制作工藝復(fù)雜，加工成本高，原材料價(jià)格甚至超過成品價(jià)格，因此目前產(chǎn)量較少。

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

燒結(jié)釹鐵硼磁材的品種和牌號(hào)隨著時(shí)間推移不斷擴(kuò)展，性能不斷提升。N系列和M系列主要應(yīng)用于MRI、音響家電系列產(chǎn)品和VCM、磁選機(jī)、消費(fèi)電子領(lǐng)域，H系列主要應(yīng)用于電機(jī)和傳感器領(lǐng)域，而SH系列內(nèi)稟矯頑力進(jìn)一步提升，逐步應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)、工業(yè)電機(jī)等對磁材性能要求較高的領(lǐng)域，UH系列多用于汽車電機(jī)和空調(diào)壓縮機(jī)，而磁性能最好的EH和TH系列則在混合動(dòng)力汽車、電磁閥門和傳感器等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

N系列是做輪轂電機(jī)的最佳材料，然而其有個(gè)致命缺點(diǎn)，溫度上限低，只有80度。

圖片來源：互聯(lián)網(wǎng)

這里要提到居里溫度點(diǎn)，200多年前一位著名的物理學(xué)家在自己的實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了磁石的一個(gè)物理特性，就是當(dāng)磁石加熱到一定溫度時(shí)，它原來的磁性就會(huì)消失，這位偉大的物理學(xué)家就是居里夫人的丈夫—皮埃爾·居里，后來人們把這個(gè)溫度叫居里點(diǎn)（Curie point），又叫居里溫度（Curie temperature，Tc）或磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)。

如果溫度超過居里溫度，磁體內(nèi)部分子劇烈運(yùn)動(dòng)并出現(xiàn)退磁的情況，并且是不可逆的；磁體退磁后可再次被充磁，但磁力會(huì)大幅下降，僅能達(dá)到原來的50%左右。磁性越強(qiáng)，居里溫度點(diǎn)就越低。

第四代稀土材料釤鐵氮由于釤的加入，居里溫度點(diǎn)略高于釹鐵硼，但磁能積不如釹鐵硼，并且要釤鐵氮商業(yè)化，至少還要等20年。 ? 輪轂電機(jī)或者說真正的滑板底盤在礦山機(jī)械領(lǐng)域已有應(yīng)用，但在乘用車領(lǐng)域是不可能的，乘用車必須考慮舒適性和可靠性。

審核編輯：劉清