从地铁巴士背后的黑科技看到了中国工业领域的一场变革风暴

未来汽车日报2020-10-28
地铁巴士已在金华、福州、宁德、上海等地运营。
编者按:本文来自36氪「 未来汽车日报」,(微信公众号ID:auto-time),作者:苏鹏。

近日,一个关于重阳节老人出行的短视频温暖了人们的内心。

“过去坐公交,人多的时候,爬都爬不上去,人老了,腿脚不利索了。”视频中老人一席话道尽了老人出行中的无奈。

图片来源:盘毂动力官方

由于公交车颠簸、拥挤,老人身体调和能力差、不堪外力碰撞等原因,使老人坐公交车易发生跌倒、骨折等意外。出行一人,而牵动的却是整个家庭的心。

根据人口普查数据显示,20世纪80年代以来,我国劳动年龄人口不断增多。15-64岁劳动年龄人口从1982年的62517万人增加到2012年的100403万人,年均增加1262.9万人,同时,我国老年人口数量也在稳步增长。据预测,2025年,中国六十岁以上人口将达到3亿,成为超老年型国家。

但现阶段,老年人在出行过程中仍处于劣势地位。当人们在对于老人出行所遇到的无奈无能为力之时,视频中的反转又引人莞尔一笑。一辆地铁巴士来到了两位老人面前,低台阶、宽敞、稳当的车内环境让老人在里面如履平地。

图片来源:盘毂动力官方

随着老龄人口的增多,老年人的健康出行也开始被社会所关注。为了避免老年人出行遇到不必要的伤害,全国老龄办联合印发了《关于进一步加强和改善老年人残疾人出行服务的实施意见》,意见指出,国家政策鼓励具备条件的城市新增公交车辆优先选择低地板公交,满足老年人、残疾人美好生活的出行需要。2020年,500万人口以上城市新增公交车辆全部实现低地板化。2035年,完善的交通运输无障碍出行服务。

“我小心翼翼带你去看大大世界,看似轻盈步伐为你重重嘱托,人生过半弹指一挥携子之手慢慢走。”国内几家客车企业对此积极响应,和金华、福州、宁德等地公交公司联手推出了地铁巴士。以“一级踏步、车内全平地板、大通道车内空间类似于地铁”的优势,将老年人的安全与出行愿景承载在里面。

表面上是对老年人的关注和满满的社会责任感,而背后黑科技的加成是实现老年人安全出行这一目标的根本支撑。

解决出行痛点背后的黑科技

目前,出于安全性、舒适性、运营效率等方面考虑,欧洲各国与日本均在推广低地板公交车。但受零部件资源的限制,欧洲与日本公交车乘坐体验未有实质性改变,低地板公交仍存在过道 窄、空间局促等问题。

而得益于盘毂动力在技术方面的不断突破,中国在巴士领域终于攻破了低地板结构这项难关,如今,金华、福州、宁德、上海等地均已经实现了地铁巴士的运营。

图片来源:盘毂动力官方

地铁巴士具有低地板、大通道、全平地板等特点,并且后门设计在了后轮后面,实现了真正意义上的“前门上,后门下”。这样的设计满足了老年人 、残疾人出行的需要,同时也使车内的乘坐空间变得更大,方便乘客上下车。

图片来源:盘毂动力官方

在表面上,地铁巴士对内部构造进行了“简单”的改造,殊不知,这些“简单”车内结构调整需要将车身底盘的机械构造进行翻天覆地的变化。

而这一切,都要从盘毂动力打造的分布式电驱动讲起。电机从磁场方向可以分为径向磁场电机与轴向磁场电机。轴向磁场拥有体积小、重量轻、效率高、精度高等优点。1821年法拉第发明的世界上第一台电机就是轴向磁场,但由于散热、材料、量产工艺三大难题历时200年未取得突破,所以至今没有大批量应用。

图片来源:盘毂动力官方

盘毂动力率先完成轴向磁场电机的产业化,比市场现有主流电机的功率密度与扭矩密度提升一倍以上,新能源汽车驱动电机系统效率高效区大于90%,综合性能指标优异。

同时,盘毂动力打造盘式电机属于轴向磁场电机,天生具有“体积小、重量轻、效率高”的特点。在同样的径向尺寸情况下,其力臂更长,低速大扭矩的效率更高,而且轴向磁场电机更容易实现双气隙面或多气隙面,磁场利用效率更高。

早年受材料、结构、工艺、成本等诸多因素的限制,轴向磁场电机一直未能大规模产业化,而如今,盘毂动力通过自主研发,实现了轴向磁场电机的产业化应用,不仅在电动客车上实现了搭载和应用,更带来了颠覆性的整车结构形式。

从整车公告可知,地铁巴士采用盘毂动力TZ260XS120轴向磁场电机,盘毂称其为“ICS120k CDU(核心驱动单元)”。通过集成减速器、电机控制器、四气囊独立悬架与电子差速,该产品实现了轴向尺寸更短、重量更轻的效果,驱动系统减重可达700千克-800千克。

图片来源:盘毂动力官方

盘毂电驱动系统灵活地布置在地铁巴士的后轮内侧,后轮通道宽度达到850mm,改善了此前通道狭窄、空间局促的问题。由于驱动系统的创新,地铁巴士也打破了现阶段巴士“前中门”的布局形式,成功实现了“前后门”的布局形式,有效引导了乘客的流动,没有逆向客流干扰。

图片来源:盘毂动力官方

盘毂电机的搭载不仅改善了公交车内部的乘坐环境,同时在操控性能上也要优于传统巴士。为了直面验证盘毂电机对地铁巴士带来的操控改善,官方还对地铁巴士与传统巴士进行了转直角弯测试、防滑性能测试、爬坡起步测试和绕桩测试。

图片来源:盘毂动力官方

得益于盘毂分布式驱动的电子差速系统,车辆在单轮附着力接近0的情况下,仍可以在12%的坡道上平稳起步,等于车辆升级了一套ASR系统。

转直角弯测试中,地铁巴士以50KM/H的速度行驶转直角弯,转弯过车中车身倾角为2.6度;传统对比巴士则以40KM/H的速度行驶,车身倾角为5.5度,地铁巴士在这种极限工况下更为平稳。

图片来源:盘毂动力官方

在绕桩操控测试中,地铁巴士同样以50KM/H的速度在间距35米的桩间行驶,车身倾斜角度为3.58度,竞品传统巴士以40KM/H的速度行驶,车身倾斜角度为6.57度。车辆有如此优异的操控表现,主要得益于轮边独立悬架结构与电子差速控制。

技术背书成就盘毂动力“推动者”的角色

地铁巴士之所以能够完美解决出行痛点,这背后,盘毂动力扮演着推动者的角色。

盘毂动力总部位于上海,生产基地位于金华,是一家拥有跨国专家团队的创新型高科技企业。 盘毂动力以轴向磁场CDU(核心驱动单元)为核心,开发和集成核心零部件,为客户提供节能、高效的电驱动解决方案。如今,盘毂CDU比传统电机重量减轻50%以上,轴向尺寸减小50%以上,功率密度与扭矩密度已超过美国2025年与中国2030年电机规划目标。

根据盘毂动力官方网站显示,截止10月10日,盘毂动力经过近5年的累积,专利申请总量为729项,其中发明专利169项,国际PCT专利16项。盘毂动力在轴向磁场电驱领域专利数量全球排名第一。排在盘毂动力之后的,是日本、欧洲等知名“技术宅”。

图片来源:盘毂动力

除了上文提到了地铁巴士,盘毂动力研发的盘毂电驱动技术广泛应有到了商用车领域。

电动环卫车辆因作业能力弱于燃油车,一直未大批量应用。盘毂从驱动系统解决整车作业空间布置问题,从风机、扫刷、液压站等解决作业系统能耗问题,充一次电连续作业超过两天,其中最具代表性的五吨电动扫路车电驱动解决方案,整车除箱体举升装置是液压驱动外,全部采用高效电驱动,结构紧凑、空间利用率高,作业能力达到八吨燃油车水平。

对于短途高速重载运输、渣土等工程车辆,盘毂动力开发了中央集成式4AMT电驱动桥系统,可令载重车辆的爬坡度超过30%。同时,中央集成式4AMT电驱动桥系统取消了传动轴,应用平行轴,传动和回馈效率高;盘毂CDU效率高、高效区宽, 整体续航里程有效提高。

在乘用车领域,目前盘毂动力正在与国内知名汽车集团基于整车项目联合开发乘用车CDU,可去除壳体直接与减速器、控制器深度集成,减小轴向尺寸,降低系统体积和重量。其中所使用的CDU功率密度达到惊人的6.5kw/kg。

图片来源:盘毂动力官方

在工业方面,盘毂动力产品还在真空泵、机器人关节、伺服冲床、空压机、发电机、电梯门机、曳引机、侧挂高端电摩、电动挖掘机等领域引起了客户浓厚的兴趣,不断推出具有颠覆性的产品。

新能源商用车、新能源乘用车、轻便机械、机械设备和工业领域,盘毂动力产品的出场率越来越高。

在一个行业里,参与者与推动者并存,而盘毂动力则扮演的就是“推动者”。如今,盘毂动力正陆续推动各产业电驱动系统的革命,为全球能源使用效率的提升贡献力量。

未来汽车日报


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