保时捷做电车起家吗,浅谈轮上电机

德系車迷誌 2025-02-14 10:30:45

常常说时代就是个轮回,如今许多让人们感到新奇的事物,有可能在很久之前就已经出现过。例如电池车,这种在近十年来掀起一阵“革新”热潮的汽车形式,其实早在百余年前就已经出现过了,也小火过一段时间。

当时有一个站在潮流尖端的年轻工程师,因为倒腾电池车而小有名气,后来呢?他当然转呔去钻研汽油车了。他就是Ferdinand Porsche(费迪南德·保时捷),他当时还推广了一项跨时代的汽车技术:轮上电机(Wheel Hub Motor)。

图:所谓轮上电机(又名轮毂电机,因为它的安装位置就是轮毂位置Wheel hub)其实很好理解,就是把电机集成到轮圈上,车辆就不需要使用复杂的传动结构实现动力传输。如今最常见的应用就是“电鸡”(电动自行车)的驱动轮,各位不妨留意一下。

轮上电机最大的优势就是结构简单,电机直接与轮圈结合为一体,就无需考虑复杂的传动系统,转向结构的布置也能更加自由。同时,整车的机械布局也会因为轮上电机而变得简单,车身的实用率也能得到提高。轮上电机的最早应用就是电动自行车,其专利早在1895年就已经被申请。当时轮上电机主要以后市场升级部件的形式出现,用家购买后将其安装到自行车的后轮上,就能骑上“自动”车了。

图:直到一百多年后的今天,依然有厂商为自行车推出改装用的轮上电机。

另一方面,关于汽车的轮上电机专利也在不断被申请,但始终未能成为商品面向大众,直到保时捷的出现。当时Ferdinand Porsche还是个刚毕业的学生,在别人的推荐下进入了Béla Egger & Co.上班,这是一家奥地利电气公司。在Béla Egger & Co.的五年里,Ferdinand Porsche一边到维也纳理工大学上学,一边到公司捣鼓电动机,最终他帮助公司完成了第一台汽车用的轮上电机。

23岁那一年,Ferdinand Porsche跳槽到了奥地利载具公司Jacob Lohner,并开始以Lohner-Porsche为商标推出电车产品。Lohner-Porsche的第一批电池车在1898年推出,两个前轮各搭载一台轮上电机,由蓄电池供电。每个电机都能输出1.9~2.6kW的功率,峰值功率能达到5.2kW。

图:不知道大家有没有发现,当时Lohner-Porsche的电池车还是少有的前驱车型。要知道燃油前驱车因为传动系统复杂,在此时的数十年后才逐渐商品化,可见当时Lohner-Porsche轮上电机的技术优势之强。

很快Lohner-Porsche收到了来自英国车身制造商E.W. Hart的第一个订单,他们要求车辆能同时使用汽油和电力运行,能乘坐四名乘客,同时实现四轮驱动,于是世界上第一台油电混合汽车诞生。这款车型被称为La Toujours Contente,是法语中“永远满意的意思”,它有另外一个更为人熟知的名字:Lohner-Porsche Mixte。

它四个轮子各搭载一台轮上电机,实现简易的四驱,总功率达到56匹。电机由44节80V铅酸电池驱动,电池组总容量约为270Ah,总重量高达1.8吨,被安装在带弹簧的悬浮容器中以避免颠簸损坏。车辆上还带有内燃机,通过燃烧汽油为电池组发电,如今被广泛采用的EREV(增程式电动车)其实早在一百多年前就已经能找到蓝本。

图:这头“巨兽”总重量超过4吨,作为乘用车显然是不合理的存在。

后来Lohner-Porsche将这种原始的混合动力架构简化,将轮上电机的数量从四个缩减回前轮上的两个,再将电池容量减少。合理化的产品形式在市场上受到了一定的认可,到1906年,Lohner-Porsche已经售出超过300台电车。

图:内燃机被放置在车头,产生的动力能驱动前排座椅底下的发动机发电产生电力,驱动前轮的两个轮上电机。

可惜电动车的天生缺陷导致了实在赶不上燃油车的发展势头,尤其在电动启动机和轻质汽油量产两大转折点,电动车仅有的优势也瞬间被瓦解,以至于后来很快便淹没在时代洪流之中。轮上电机这种驱动形式也先天具有一些缺陷,例如它十分靠近刹车,热量难以消散。又例如它会大幅增加簧下质量,劣化车辆操控,不适用于高速行驶。所以如今大多数电动车都会选择轮边电机(Near-Wheel Motor),或将电机放置在传动系统之间以间接驱动车辆,也算是一种技术进步吧!

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