新能源電動汽車四驅(qū)系統(tǒng)詳解_電動汽車四驅(qū)特斯拉

　　在這個新能源汽車快速發(fā)展的時代，各種新名詞層出不窮。比亞迪唐的“極速電四驅(qū)”，雷克薩斯的“E-FOUR”、三菱的“雙電機4WD”、特斯拉的“雙電機全輪驅(qū)動”等等等等。其實這些都是電動四驅(qū)的別名。四驅(qū)技術(shù)的核心性能，就是增大汽車的抓地力，在任何路面都能游走自如。而電動四驅(qū)，在物理層面與傳統(tǒng)四驅(qū)不同，卻也能夠達到相同的效果。今天本文的主角便是電動四驅(qū)技術(shù)，同時小編還推薦了關(guān)于特斯拉的四驅(qū)電動汽車，一起來了解一下。

　　新能源電動汽車四驅(qū)系統(tǒng)詳解

　　

　　一、電動四驅(qū)系統(tǒng)與傳統(tǒng)四驅(qū)系統(tǒng)的差異

　　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。

　　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(yīng)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(yīng)該很高。

　　

　　二、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(yīng)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(shè)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(shè) 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(yīng)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(shè)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(yīng)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。

　　三、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。

　　四、電動四驅(qū)的應(yīng)用

　　隨著技術(shù)的進步，特別是新能源的發(fā)展，汽車的四驅(qū)技術(shù)開始從傳統(tǒng)的機械四驅(qū)，逐步向電控四驅(qū)演進。盡管同屬電動四驅(qū)，也有不同的類型。下面就是實際應(yīng)用中不同的三種四驅(qū)方案。

　　1、雷克薩斯NX 300h ：

　　這款車有前驅(qū)和四驅(qū)兩個版本。它的四驅(qū)版不是裝配了某套四驅(qū)系統(tǒng)，把前橋的動力分配了一部分給后橋，而是采取了前橋由發(fā)動機、電動機驅(qū)動，后橋由一個單獨的電機驅(qū)動，由此形成了四驅(qū)。但即便是這種形式，NX 300h依然是一個適時四驅(qū)車型，平時只由前輪驅(qū)動，后橋的電機只有在后輪打滑時才會介入?？畈咫娛交旌蟿恿囆停拜営砂l(fā)動機、電機驅(qū)

　　2、沃爾沃V60 Plug-in Hybrid：

　　該車是動，后輪也是由一個獨立的電機驅(qū)動。與NX 300h不同的是，這款V60屬于全時四驅(qū)，其詬輪會一直輸出動力。

　　3、特斯拉Model S P85D：

　　由于是純電動車，它的四驅(qū)模式更加簡單，那就是前、后橋分別安裝一臺電動機。相比發(fā)動機+機械四驅(qū)的傳統(tǒng)設(shè)計，電動車的四驅(qū)實現(xiàn)了徹底的電控化，對于扭矩的調(diào)整更加精準。

　　五、電動四驅(qū)的終極形態(tài)

　　作為一個新興技術(shù)，電動四驅(qū)在目前也遠遠沒有發(fā)展到自己的最終形態(tài)，還有許多可以提升的方面。分布在四輪同時驅(qū)動的“輪轂電機”或許將會是電動四驅(qū)的最終形態(tài)。

　　以傳統(tǒng)燃油車打個比方，發(fā)動機就好比一個“老師”，四個輪子就好比“四個孩子”。一個“老師”很難同時兼顧“四個孩子”，但兩個“老師”管兩個“孩子”就會好很多。那最終為何不讓四個“老師”來做這件事情呢？輪轂電機顧名思義，就是將電機安裝在輪轂之上，四個輪轂電機負責給四個輪胎提供動力。

　　這種形式已經(jīng)可以滿足各種路況的需求。輪轂電機甚至可以讓單一輪胎獲得100%的動力，而其他輪胎甚至可以到0%。輪轂電機其實早在1900年就由費迪南保時捷提出并且實現(xiàn)，只不過受當時電池等等技術(shù)的影響，效果并不理想。過現(xiàn)在，輪轂電機似乎可以成為電動四驅(qū)的的終極形態(tài)。

　　

　　電動汽車四驅(qū)特斯拉

　　針對于電動車款的車體構(gòu)架而言，特斯拉電動車在傳動系統(tǒng)中并不會應(yīng)用到傳統(tǒng)變速箱作為傳遞動力的媒介，而是將其簡化為一臺變扭器，從而以更為高效直接的方式傳遞動力。不僅如此，作為電動四驅(qū)系統(tǒng)，車輛也并未配備有連接至前后橋的主傳動軸，而是采用兩組不同規(guī)格的電動馬達，進而分別驅(qū)動前輪與后輪，從而降低動力在傳遞過程中的不必要損耗，進而提升電能利用率，最終提升車輛的續(xù)航里程?！　?/p>

　　目前，特斯拉旗下包括了3款電動車，分別為Model S、Model 3和Model X，且涵蓋了轎跑車、轎車與SUV車型。未來，就以上3款車型而言，特斯拉有望推出配備全時四輪驅(qū)動系統(tǒng)的版本。由于電動車款在動力配置的設(shè)計方面更為簡單，因此僅需在前軸兩側(cè)加裝兩根半軸，以及額外加裝一臺變扭器，從而僅以小幅增加了車體的整備質(zhì)量為代價，便達到了提升傳遞效率的目標，最終使3款車型的續(xù)航里程均突破320公里。

　　

　　

　　搭載全時四驅(qū)系統(tǒng)的特斯拉車款將在2018年正式發(fā)布，并且還有望引入一款全新電動車款——Model C。這款全新電動轎車的續(xù)航里程有望突破150公里，并且售價僅為15，000歐元，而折合成人民幣則為109，524元。與此同時，在Model C發(fā)布后，特斯拉還有望推出旗下全新電動敞篷跑車Model R，從而進一步完善產(chǎn)品線。