新能源電動(dòng)汽車四驅(qū)系統(tǒng)詳解_電動(dòng)汽車四驅(qū)特斯拉

　　在這個(gè)新能源汽車快速發(fā)展的時(shí)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(jī)4WD”、特斯拉的“雙電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)”等等等等。其實(shí)這些都是電動(dòng)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(dòng)四驅(qū)，在物理層面與傳統(tǒng)四驅(qū)不同，卻也能夠達(dá)到相同的效果。今天本文的主角便是電動(dòng)四驅(qū)技術(shù)，同時(shí)小編還推薦了關(guān)于特斯拉的四驅(qū)電動(dòng)汽車，一起來(lái)了解一下。

　　新能源電動(dòng)汽車四驅(qū)系統(tǒng)詳解

　　一、電動(dòng)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(shí)際上就是普通燃油車通過(guò)分動(dòng)器、傳動(dòng)軸及差速器等主要的傳統(tǒng)部件實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)是其唯一僅有的動(dòng)力來(lái)源。在傳統(tǒng)的四驅(qū)系統(tǒng)里面，分動(dòng)器、傳動(dòng)軸及差速器這些零件是必須存在的，它們主要是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞和分配，而這些零件在電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)中是可以部分甚至全部取消。

　　在電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)中，允許存在多個(gè)動(dòng)力來(lái)源，可以是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以是電機(jī)，但一套“電動(dòng)四驅(qū)”系統(tǒng)里至少存在一臺(tái)可以驅(qū)動(dòng)車輛的電機(jī)，正是多股動(dòng)力的存在，才免去了動(dòng)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(jiǎn)單地說(shuō)就是硬件決定性能。而電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)實(shí)際上并非單純依靠零部件的優(yōu)劣決定其各項(xiàng)性能，宏觀世界主要通過(guò)ECU控制其前后橋、車輪間的扭矩分配，其實(shí)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(jìn)一步強(qiáng)化，未來(lái)在新能源車上的使用率應(yīng)該很高。

　　二、電動(dòng)車如何實(shí)現(xiàn)四驅(qū)

　　1、單電機(jī)配傳動(dòng)

　　軸純電動(dòng)汽車的基本結(jié)構(gòu)和我們兒時(shí)玩的四驅(qū)車大致相當(dāng)，而四驅(qū)車通過(guò)一根傳動(dòng)軸（圖1）就能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的“全時(shí)四驅(qū)”，這種方式同樣能應(yīng)用到純電動(dòng)汽車上。

　　以寶馬X5 Xdrive40e為例（雖然非純電動(dòng)汽車），它只有一臺(tái) 電機(jī)，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器之間，依靠傳統(tǒng)的四驅(qū)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí) 現(xiàn)四輪傳動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)便是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于電機(jī)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(dòng)機(jī)和電機(jī)進(jìn)行 融合時(shí)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(wú)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(guò)，隨之而來(lái)的是較大的車重和較低的傳動(dòng)效率， 一定程度上會(huì)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(dòng)力車型，尤其是豪 車集團(tuán)（ABB等），主要原因還是技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)，并且 歐洲廠商普通認(rèn)同混合動(dòng)力技術(shù)僅僅是短暫的過(guò)渡技術(shù)罷了，其 研發(fā)導(dǎo)向更多的是向純電動(dòng)、氫能源或者生物能源發(fā)展，甚至可 以認(rèn)為目前歐洲車企大部分的混動(dòng)技術(shù)、電動(dòng)四驅(qū)技術(shù)只是應(yīng)付 歐盟超級(jí)嚴(yán)苛的減排政策。

　　2、雙電機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)

　　前后驅(qū)動(dòng)橋各布置一臺(tái)電機(jī)，伴以傳統(tǒng)的差速器實(shí)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(gè)使用該種布置方式的量產(chǎn)純電動(dòng)車型， 特斯拉工程師通過(guò)在普通Model S的前軸加裝一個(gè)與后橋一樣 的電機(jī)實(shí)現(xiàn)，換來(lái)的卻是相當(dāng)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)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(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)如圖2所示。

　　理論上，只要特斯拉愿意通過(guò)調(diào)整控制邏輯，這種結(jié)構(gòu)便可 實(shí)現(xiàn)任何一種四驅(qū)（全時(shí)、分時(shí)、適時(shí)），更不用說(shuō)簡(jiǎn)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(tái)設(shè)計(jì)的，所 以其通過(guò)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(dāng)然，我們不能確定特斯拉Model X 是否會(huì)配備 傳統(tǒng)的差速鎖，如果可能，電動(dòng)汽車的越野性能也相當(dāng)值得期待。

　　3、輪轂電機(jī)或輪邊電機(jī)（四個(gè)電機(jī)）

　　輪轂電機(jī)或輪邊電機(jī)的區(qū)別在于：前者的輪轂就是電機(jī)的轉(zhuǎn) 子，而軸承座（羊角）作為定子。后者則是普通電機(jī)安置在車輪旁 邊，需要傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)車輛，輪轂電機(jī)爆炸圖如圖3所示。

　　這種結(jié)構(gòu)也能和雙電機(jī)的結(jié)構(gòu)一樣，原理上可以實(shí)現(xiàn)任何一 種驅(qū)動(dòng)形式，但是由于成本過(guò)高，目前還沒(méi)有廠家推出量產(chǎn)車， 更多的是作為試驗(yàn)車或者改裝車存在，就如巴博斯給奔馳E級(jí)裝 上四個(gè)輪轂電機(jī)。

　　四輪電機(jī)可以極大地節(jié)省空間，并且每個(gè)車輪都是一個(gè)獨(dú)立的動(dòng)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(wú)法做到的。如果電氣系統(tǒng)的可靠性足以媲美傳統(tǒng)機(jī)械式四驅(qū)系統(tǒng)，那么采用輪轂電機(jī)或輪邊電機(jī)的SUV，其越野能力（脫困能力）在理論上是完全可以超越當(dāng)前所有硬派SUV的。

　　三、電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

　　整體而言，電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)能夠取消部分傳動(dòng)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(tái)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(dòng)方式（前驅(qū)、后驅(qū)）。以具備前后電機(jī)的電動(dòng)車為例，在同一臺(tái)車輛上，理論上通過(guò)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(shí)無(wú)法輕易實(shí)現(xiàn)的。

　　而電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)完全依靠電氣零件，在各種惡劣的野外場(chǎng)地下其可靠性和穩(wěn)定性表現(xiàn)都令人擔(dān)憂。尤其是電池在溫度較低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生虧電情況，對(duì)于經(jīng)常在酷寒地區(qū)使用的車輛無(wú)疑會(huì)有極大的影響。所以，電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng)暫時(shí)僅適配于轎車和城市SUV。

　　四、電動(dòng)四驅(qū)的應(yīng)用

　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是新能源的發(fā)展，汽車的四驅(qū)技術(shù)開(kāi)始從傳統(tǒng)的機(jī)械四驅(qū)，逐步向電控四驅(qū)演進(jìn)。盡管同屬電動(dòng)四驅(qū)，也有不同的類型。下面就是實(shí)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(gè)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(dòng)力分配了一部分給后橋，而是采取了前橋由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，后橋由一個(gè)單獨(dú)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由此形成了四驅(qū)。但即便是這種形式，NX 300h依然是一個(gè)適時(shí)四驅(qū)車型，平時(shí)只由前輪驅(qū)動(dòng)，后橋的電機(jī)只有在后輪打滑時(shí)才會(huì)介入?？畈咫娛交旌蟿?dòng)力車型，前輪由發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)驅(qū)

　　2、沃爾沃V60 Plug-in Hybrid：

　　該車是動(dòng)，后輪也是由一個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。與NX 300h不同的是，這款V60屬于全時(shí)四驅(qū)，其詬輪會(huì)一直輸出動(dòng)力。

　　3、特斯拉Model S P85D：

　　由于是純電動(dòng)車，它的四驅(qū)模式更加簡(jiǎn)單，那就是前、后橋分別安裝一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。相比發(fā)動(dòng)機(jī)+機(jī)械四驅(qū)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，電動(dòng)車的四驅(qū)實(shí)現(xiàn)了徹底的電控化，對(duì)于扭矩的調(diào)整更加精準(zhǔn)。

　　五、電動(dòng)四驅(qū)的終極形態(tài)

　　作為一個(gè)新興技術(shù)，電動(dòng)四驅(qū)在目前也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)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(shí)驅(qū)動(dòng)的“輪轂電機(jī)”或許將會(huì)是電動(dòng)四驅(qū)的最終形態(tài)。

　　以傳統(tǒng)燃油車打個(gè)比方，發(fā)動(dòng)機(jī)就好比一個(gè)“老師”，四個(gè)輪子就好比“四個(gè)孩子”。一個(gè)“老師”很難同時(shí)兼顧“四個(gè)孩子”，但兩個(gè)“老師”管兩個(gè)“孩子”就會(huì)好很多。那最終為何不讓四個(gè)“老師”來(lái)做這件事情呢？輪轂電機(jī)顧名思義，就是將電機(jī)安裝在輪轂之上，四個(gè)輪轂電機(jī)負(fù)責(zé)給四個(gè)輪胎提供動(dòng)力。

　　這種形式已經(jīng)可以滿足各種路況的需求。輪轂電機(jī)甚至可以讓單一輪胎獲得100%的動(dòng)力，而其他輪胎甚至可以到0%。輪轂電機(jī)其實(shí)早在1900年就由費(fèi)迪南保時(shí)捷提出并且實(shí)現(xiàn)，只不過(guò)受當(dāng)時(shí)電池等等技術(shù)的影響，效果并不理想。過(guò)現(xiàn)在，輪轂電機(jī)似乎可以成為電動(dòng)四驅(qū)的的終極形態(tài)。

　　電動(dòng)汽車四驅(qū)特斯拉

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

　　目前，特斯拉旗下包括了3款電動(dòng)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(lái)，就以上3款車型而言，特斯拉有望推出配備全時(shí)四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的版本。由于電動(dòng)車款在動(dòng)力配置的設(shè)計(jì)方面更為簡(jiǎn)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(tái)變扭器，從而僅以小幅增加了車體的整備質(zhì)量為代價(jià)，便達(dá)到了提升傳遞效率的目標(biāo)，最終使3款車型的續(xù)航里程均突破320公里。

　　搭載全時(shí)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(dòng)車款——Model C。這款全新電動(dòng)轎車的續(xù)航里程有望突破150公里，并且售價(jià)僅為15，000歐元，而折合成人民幣則為109，524元。與此同時(shí)，在Model C發(fā)布后，特斯拉還有望推出旗下全新電動(dòng)敞篷跑車Model R，從而進(jìn)一步完善產(chǎn)品線。