提高驱动效率！全轮驱动电动汽车的核心未来？

2020-12-08 来源：电车圈

电动汽车尽管已经有100多年的悠久历史，但除了电池之外，仍然有巨大的改进空间。最近亮相的、极具潜力的现代汽车集团电动-全球模块化平台（E-GMP）就是一个明显的例子。

乍一看，E-GMP和很多其他平台一样：一个电机用于后轴，另一个电机用于前轴；它提供了全轮驱动，每个轴都可以独立控制；基于E-GMP打造的入门级车型将采用单电机后轮驱动，其余车型则为双电机全轮驱动，没有前轮驱动选项。

在全轮驱动的版本中，后电机为主，负责大部分工作，而前电机只在需要的时候提供动力。两个电机都通过一个独立的单速变速器与车轮相连，前电机可以通过电动车变速器断开器与车轮物理断开，前电机保持断开状态可以提高大多数驾驶场景下的效率。

全轮驱动系统包括一个EV变速器断开器，它可以控制附加电机和前轮之间的连接，并在两轮和全轮驱动模式之间切换，通过为当前驾驶条件提供理想的动力或性能水平来提高效率。

提高驱动效率！珍惜和合理利用每一度电能，是电池技术没有巨大进展的情况下，提高续航的关键。对于电动汽车来说，双电机相对于单电机加主减速器或变速箱的方案在提高驱动效率方面是有相当优势的。

单电机在低速、高速轻载等情况下，效率降低比较严重；双电机可以提高制动能量回收的效率；双电机无动力中断；单个电机如果要满足高性能（也就是高扭矩）和高转速范围，设计制造难度大，总重量也大。

当然，并不是双电机什么都好，虽然双电机载效率方面有大的提升，性能方面也有保证，但是双电机相对于单电机，结构更加复杂，需要更加复杂的动力耦合装置和更加复杂的控制算法。

双电机驱动按照两台电机动力耦合的方式可以分为以下类型：转矩耦合、转速耦合、转矩转速双耦合，综合来看，双耦合的方式肯定是优势最为明显，对效率的提升也最大，缺点就是控制起来更复杂，控制算法考虑的变量更多，技术难度更大。

特斯拉Model S 75D使用的是异步电动机，由于异步电动机的效率不如永磁同步机，功率密度也不占优势，但是它的过载能力强，所以性能有优势，但是它在低速情况下效率会明显降低；而蔚来ES8，使用的电池组容量为70kWh，前后双电机，因为使用的是交流异步电机，最大扭矩达到了840Nm,百公里加速4.37s，但是续航里程是它的软肋。

电动汽车上的电机需要满足哪些特点？为了提升最高时速，电机应有较高的瞬时功率和功率密度（W/kg）。为了增加1次充电行驶距离，电机应有较高的效率，而且电动汽车是变速工作的，所以电机应有较高的高低速综合效率。此外，还应该有很强的过载能力、大的启动转矩、转矩响应要快。电动车起动和爬坡时速度较低，但要求力矩较大；正常运行时需要的力矩较小，而速度很高。低速时为恒转矩特性，高速时为恒功率特性，且电动机的运行速度范围应该较宽。另外，电机还应具备坚固、可靠，有一定的防尘防水能力，且成本不能过高。

双电机四驱车的主要特点有：双电机可以一起驱动，动力性强；前后轴均可以独立驱动，通过性好；前后轴可以进行独立的扭矩分配，驱动或制动时可以选择两个电机效率较高的工作点，降低整车电耗；前后轴可以进行独立的扭矩分配，这样可以基于轴荷分布来合理分配轴间的驱动力或制动力，充分利用车辆的附着极限，提高车辆稳定性、安全性。

前两个特点传统燃油四驱车也具备，但后两个特点是双电机四驱特有的。因为传统四驱车是靠中央分动器按固定比例进行扭矩分配，而双电机四驱车可以通过独立控制前后电机的驱动扭矩，可以实现任何比例的分配。从上面可以看出，对于双电机四驱车的核心在于轴间的扭矩分配。

对于双电机纯电四驱车，基本的扭矩分配策略就是在保证车辆稳定性的基础上实现系统效率的最大化。一方面，要实现双电机综合效率的最大化，经济性要好；另一方面，合理分配前后轴扭矩，避免驱动打滑或者制动抱死等失稳状态。