新能源:電動汽車四驅系統介紹
傳統四驅系統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部件實現四輪驅動,發動機是其唯一僅有的動力來源。
在電動四驅系統中,允許存在多個動力來源,可以是傳統發動機,也可以是電機,但一套“電動四驅”系統裡至少存在一台可以驅動車輛的電機,正是多股動力的存在,才免去了動力分配和傳遞的零件。
整體而言,電動四驅系統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,最直觀的便是後排地台的凸起程度及油耗(電耗)的高低。
根據車輛定位屬性,可以輕易改變車輛的驅動方式(前驅、後驅)。以具備前後電機的電動車為例,在同一台車輛上,理論上通過調整控制邏輯就能滿足這兩種不同需求,
而電動四驅系統完全依靠電氣零件,在各種惡劣的野外場地下其可靠性和穩定性表現都令人擔憂。尤其是電池在溫度較低時,會產生虧電情況,對於經常在酷寒地區使用的車輛無疑會有極大的影響。所以,電動四驅系統暫時僅適配於轎車和城市SUV。
三、電動車如何實現四驅1.單電機配傳動
軸純電動汽車的基本結構和我們兒時玩的四驅車大致相當,
以寶馬X5 Xdrive40e為例(雖然非純電動汽車),它只有一台 電機,設置在發動機和變速器之間,依靠傳統的四驅系統結構實 現四輪傳動。
目前,這種技術多用於歐洲車企的混合動力車型,尤其是豪 車集團(ABB等),主要原因還是技術相對簡單、容易實現,並且 歐洲廠商普通認同混合動力技術僅僅是短暫的過渡技術罷了,其 研發導向更多的是向純電動、氫能源或者生物能源發展,甚至可 以認為目前歐洲車企大部分的混動技術、電動四驅技術只是應付 歐盟超級嚴苛的減排政策。
2.雙電機全輪驅動
前後驅動橋各佈置一台電機,伴以傳統的差速器實現四 驅。目前只有特斯拉的轎車和SUV採用這種結構。特斯拉 Model S P85D是首個使用該種佈置方式的量產純電動車型, 特斯拉工程師通過在普通Model S的前軸加裝一個與後橋一樣 的電機實現,換來的卻是相當優秀的運動性能,尤其是加速性 能,Model S四驅版的官方百公里加速為2.8s,特斯拉雙電機 驅動系統如圖2所示。
理論上,只要特斯拉願意通過調整控制邏輯,這種結構便可 實現任何一種四驅(全時、分時、適時),更不用說簡單的前驅和 後勁了。
特斯拉Model X 則是採用特斯拉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別在於:前者的輪轂就是電機的轉 子,而軸承座(羊角)作為定子。後者則是普通電機安置在車輪旁 邊,需要傳動軸驅動車輛,輪轂電機爆炸圖如圖3所示。
這種結構也能和雙電機的結構一樣,原理上可以實現任何一 種驅動形式,但是由於成本過高,目前還沒有廠家推出量產車, 更多的是作為試驗車或者改裝車存在,就如巴博斯給賓士E級裝 上四個輪轂電機。
四輪電機可以極大地節省空間,並且每個車輪都是一個獨立的動力單元,反應更快,效率更高,是目前傳統四驅技術無法做到的。如果電氣系統的可靠性足以媲美傳統機械式四驅系統,那麼採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、總結電動四驅系統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,雖然電動四驅系統在惡劣環境下的表現有待考證,但隨著電氣零部件技術的持續改進,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。
尤其是豪 車集團(ABB等),主要原因還是技術相對簡單、容易實現,並且 歐洲廠商普通認同混合動力技術僅僅是短暫的過渡技術罷了,其 研發導向更多的是向純電動、氫能源或者生物能源發展,甚至可 以認為目前歐洲車企大部分的混動技術、電動四驅技術只是應付 歐盟超級嚴苛的減排政策。2.雙電機全輪驅動
前後驅動橋各佈置一台電機,伴以傳統的差速器實現四 驅。目前只有特斯拉的轎車和SUV採用這種結構。特斯拉 Model S P85D是首個使用該種佈置方式的量產純電動車型, 特斯拉工程師通過在普通Model S的前軸加裝一個與後橋一樣 的電機實現,換來的卻是相當優秀的運動性能,尤其是加速性 能,Model S四驅版的官方百公里加速為2.8s,特斯拉雙電機 驅動系統如圖2所示。
理論上,只要特斯拉願意通過調整控制邏輯,這種結構便可 實現任何一種四驅(全時、分時、適時),更不用說簡單的前驅和 後勁了。
特斯拉Model X 則是採用特斯拉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別在於:前者的輪轂就是電機的轉 子,而軸承座(羊角)作為定子。後者則是普通電機安置在車輪旁 邊,需要傳動軸驅動車輛,輪轂電機爆炸圖如圖3所示。
這種結構也能和雙電機的結構一樣,原理上可以實現任何一 種驅動形式,但是由於成本過高,目前還沒有廠家推出量產車, 更多的是作為試驗車或者改裝車存在,就如巴博斯給賓士E級裝 上四個輪轂電機。
四輪電機可以極大地節省空間,並且每個車輪都是一個獨立的動力單元,反應更快,效率更高,是目前傳統四驅技術無法做到的。如果電氣系統的可靠性足以媲美傳統機械式四驅系統,那麼採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、總結電動四驅系統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,雖然電動四驅系統在惡劣環境下的表現有待考證,但隨著電氣零部件技術的持續改進,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。