行業(yè)新聞
新能源:電動汽車四驅(qū)系統(tǒng)介紹
2018年01月29日
傳統(tǒng)四驅(qū)系統(tǒng)實際上就是普通燃油車通過分動器、傳動軸及差速器等主要的傳統(tǒng)部件實現(xiàn)四輪驅(qū)動,發(fā)動機是其唯一僅有的動力來源。在傳統(tǒng)的四驅(qū)系統(tǒng)里面,分動器、傳動軸及差速器這些零件是必須存在的,它們主要是實現(xiàn)動力的傳遞和分配,而這些零件在電動四驅(qū)系統(tǒng)中是可以部分甚至全部取消。
一、四驅(qū)系統(tǒng)介紹
在電動四驅(qū)系統(tǒng)中,允許存在多個動力來源,可以是傳統(tǒng)發(fā)動機,也可以是電機,但一套"電動四驅(qū)"系統(tǒng)里至少存在一臺可以驅(qū)動車輛的電機,正是多股動力的存在,才免去了動力分配和傳遞的零件。其中,差速器(差速鎖)的類型決定了傳統(tǒng)四驅(qū)系統(tǒng)的操控性能、越野性能、脫困性能等,簡單地說就是硬件決定性能。而電動四驅(qū)系統(tǒng)實際上并非單純依靠零部件的優(yōu)劣決定其各項性能,宏觀世界主要通過ECU控制其前后橋、車輪間的扭矩分配,其實就是軟件決定性能。在大多數(shù)傳統(tǒng)SUV上面普及的電子輔助系統(tǒng),也可在新能源汽車上得到應用,考慮到電子輔助系統(tǒng)的性能在進一步強化,未來在新能源車上的使用率應該很高。
二、電動四驅(qū)系統(tǒng)的優(yōu)缺點
整體而言,電動四驅(qū)系統(tǒng)能夠取消部分傳動零件,以提高空間的利用效率及傳遞效率,最直觀的便是后排地臺的凸起程度及油耗(電耗)的高低。
根據(jù)車輛定位屬性,可以輕易改變車輛的驅(qū)動方式(前驅(qū)、后驅(qū))。以具備前后電機的電動車為例,在同一臺車輛上,理論上通過調(diào)整控制邏輯就能滿足這兩種不同需求,目前傳統(tǒng)四驅(qū)系統(tǒng)暫時無法輕易實現(xiàn)的。
而電動四驅(qū)系統(tǒng)完全依靠電氣零件,在各種惡劣的野外場地下其可靠性和穩(wěn)定性表現(xiàn)都令人擔憂。尤其是電池在溫度較低時,會產(chǎn)生虧電情況,對于經(jīng)常在酷寒地區(qū)使用的車輛無疑會有極大的影響。所以,電動四驅(qū)系統(tǒng)暫時僅適配于轎車和城市SUV。
三、電動車如何實現(xiàn)四驅(qū)
1.單電機配傳動
軸純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)和我們兒時玩的四驅(qū)車大致相當,而四驅(qū)車通過一根傳動軸(圖1)就能實現(xiàn)簡單的"全時四驅(qū)",這種方式同樣能應用到純電動汽車上。
以寶馬X5 Xdrive40e為例(雖然非純電動汽車),它只有一臺 電機,設置在發(fā)動機和變速器之間,依靠傳統(tǒng)的四驅(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實 現(xiàn)四輪傳動。這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點便是結(jié)構(gòu)簡單,由于電機的設 置在變速器之前,車輛的匹配工作主要集中在發(fā)動機和電機進行 融合時的平順性,前后橋間的扭矩分配也只需用普通X5的那套邏 輯便可。無論是研發(fā)成本和制造成本都能得到極大的控制,可謂 本小利大。不過,隨之而來的是較大的車重和較低的傳動效率, 一定程度上會影響車輛純電續(xù)航里程。
目前,這種技術(shù)多用于歐洲車企的混合動力車型,尤其是豪 車集團(ABB等),主要原因還是技術(shù)相對簡單、容易實現(xiàn),并且 歐洲廠商普通認同混合動力技術(shù)僅僅是短暫的過渡技術(shù)罷了,其 研發(fā)導向更多的是向純電動、氫能源或者生物能源發(fā)展,甚至可 以認為目前歐洲車企大部分的混動技術(shù)、電動四驅(qū)技術(shù)只是應付 歐盟超級嚴苛的減排政策。
2.雙電機全輪驅(qū)動
前后驅(qū)動橋各布置一臺電機,伴以傳統(tǒng)的差速器實現(xiàn)四 驅(qū)。目前只有特斯拉的轎車和SUV采用這種結(jié)構(gòu)。特斯拉 Model S P85D是首個使用該種布置方式的量產(chǎn)純電動車型, 特斯拉工程師通過在普通Model S的前軸加裝一個與后橋一樣 的電機實現(xiàn),換來的卻是相當優(yōu)秀的運動性能,尤其是加速性 能,Model S四驅(qū)版的官方百公里加速為2.8s,特斯拉雙電機 驅(qū)動系統(tǒng)如圖2所示。
理論上,只要特斯拉愿意通過調(diào)整控制邏輯,這種結(jié)構(gòu)便可 實現(xiàn)任何一種四驅(qū)(全時、分時、適時),更不用說簡單的前驅(qū)和 后勁了。
特斯拉Model X 則是采用特斯拉Model S 的平臺設計的,所 以其通過性能及越野性能主要由電子輔助系統(tǒng)決定,這基本是主流 城市SUV用的。當然,我們不能確定特斯拉Model X 是否會配備 傳統(tǒng)的差速鎖,如果可能,電動汽車的越野性能也相當值得期待。
3.輪轂電機或輪邊電機(四個電機)
輪轂電機或輪邊電機的區(qū)別在于:前者的輪轂就是電機的轉(zhuǎn) 子,而軸承座(羊角)作為定子。后者則是普通電機安置在車輪旁 邊,需要傳動軸驅(qū)動車輛,輪轂電機爆炸圖如圖3所示。
這種結(jié)構(gòu)也能和雙電機的結(jié)構(gòu)一樣,原理上可以實現(xiàn)任何一 種驅(qū)動形式,但是由于成本過高,目前還沒有廠家推出量產(chǎn)車, 更多的是作為試驗車或者改裝車存在,就如巴博斯給奔馳E級裝 上四個輪轂電機。
四輪電機可以極大地節(jié)省空間,并且每個車輪都是一個獨立的動力單元,反應更快,效率更高,是目前傳統(tǒng)四驅(qū)技術(shù)無法做到的。如果電氣系統(tǒng)的可靠性足以媲美傳統(tǒng)機械式四驅(qū)系統(tǒng),那么采用輪轂電機或輪邊電機的SUV,其越野能力(脫困能力)在理論上是完全可以超越當前所有硬派SUV的。
四、總結(jié)
電動四驅(qū)系統(tǒng)不僅能滿足家庭轎車和城市SUV的行駛需求,還能為超跑提供前所未有的性能表現(xiàn),雖然電動四驅(qū)系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下的表現(xiàn)有待考證,但隨著電氣零部件技術(shù)的持續(xù)改進,人們觀念的改變,相信未來也會有部分車廠給自己的的"硬派越野車"搭載。
內(nèi)容來源自:起點電動網(wǎng)
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