开着四驱车跋山涉水,离不开三把锁、两挡把。在燃油四驱车中,这样的配置配上一个越野大梁底盘,可以在各种烂路上大杀四方,而且基本不用担心会出故障。
在燃油车时代,这样的四驱结构相当受认可。此外,还有很多应用于其他车型的四驱系统,具体的介绍可以看教授在前段时间发布的这篇推送。
但最近,不少纯电动车开始祭出自己的四驱系统,而且还玩得特别6,各种大招都亮出来了。这也意味着,在电动时代,四驱技术将会有更加广阔的天地。
平时我们说的机械四驱,其典型特点是动力分流,整个传动系统,动力来源只有一个,那就是发动机。所以燃油车四驱系统要解决的问题,就是如何正确分配发动机的动力。
所以燃油车的四驱系统非常复杂,因为它牵涉到4个轮子动力的分配,需要众多动力分配装置。
首先,发动机的动力经过变速箱后来到了第一个动力分配装置——分动箱,分动箱主要负责把动力分配到前桥和后桥,内置限滑差速器,主要负责在前轮或后轮空转时及时向有附着力的车轮输送动力。
前桥和后桥则配备限滑差速器,也是为了及时向有附着力的车轮提供动力。
限滑差速器的种类有非常多,主要分为机械响应和电控。而它们的工作原理大多数时候都差不多:监测四个车轮的附着力情况,根据附着力情况及时对动力进行分配,帮助车辆脱困。机械响应式和电控式限滑差速器结构都很复杂,结构还是比较笨重的。
但是当四驱系统的动力源变成了电机,情况就大不一样了。
电机因为其体积小,扭矩大,可以直接布置在前后桥上。因此,现今大多数四轮驱动的电动车,都是前后双电机的布局。这样一来,分动箱便不复存在了。电池对电机动力输出的控制,直接可以替代了。
当然对于双电机四驱车型来说,限滑差速器还是必需的。但在双电机四驱上,中央限滑差速器伴随着分动箱也一并取消了。因此,总体来说电动四驱的结构,要比燃油车的机械四驱简单得多。
当然还有更加简单粗暴的方法——三电机或四电机,这样连差速器都不需要了。所以机械四驱的主旋律是动力分配,而电动四驱的主旋律则是对动力输出的控制。
接下来就看看,各家新能源车企在电动四驱系统上搞出了什么新花样:
iTAC技术会首先搭载到比亚迪最新招牌车型——海豹身上。比亚迪官方称,这是一套能让电动车驾驶更有乐趣的系统。
其硬件布局依然是前后双电机+限滑差速器,但是在软件控制上,比亚迪玩出了花样。
绝大多数电控四驱系统,其轮速监测都是通过轮速传感器进行的。但是在海豹的iTAC系统上,比亚迪为其增加了一个电机旋变传感器,其工作原理和轮速传感器相近,但是在识别频率上,电机旋变传感器达到了4096次/圈,比仅为32或48次的轮速传感器识别更精确,系统能更迅速地对附着力变化做出反应。
响应要快多少呢?这么说吧,在0-60km/h的冰雪路面加速中,iTAC系统打开要比关闭快了0.7s,效果相当明显。
另外,iTAC系统还可以在特定的工况为车轮输出负扭矩(前轴或后轴统一),在漂移的时候能更好地提供稳态工况,减少漂移时因为车辆状态不稳造成的失控。总体来说iTAC是一个能够在驾驶时提供更多驾驶乐趣,同时降低操控难度的系统,对于想感受驾驶乐趣的新手而言,是个很好的教练了。
说到四驱就一定要提quattro,毕竟当年奥迪凭着一个超级爬坡广告让这个可爱的小壁虎深入人心。但是到了电动车时代,quattro抛弃了引以为傲的托森差速器,让电机控制成为了四驱系统的主角。
相比比亚迪的电机控制,奥迪则来得更加简单粗暴,直接在后桥使用两个电机分别控制左后轮和右后轮。
这样做的好处是,不需要差速器来控制左右车轮的扭矩输出,直接控制电机就完事,反应时间缩短了4倍,几毫秒就能做出反应了,跟电机旋变传感器处理信号再反应根本不是一个量级。
另外,左右双电机还可以产生强大的扭矩差,高达2100Nm,这么看,e-tron S去做原地陀螺表演应该不是什么难事。
但是双电机却带来了个比较大的问题——空间和重量。e-tron S使用的还是较为笨重的异步感应电机,两个电机加起来一共重150kg,这比一台发动机还要重了。而且,后桥双电机对空间的占用也很大,e-tron S必须使用空气悬挂了。
要想轻盈又要高性能,PPE见吧各位。
你肯定没见过一款燃油车横着走,但你一定能见到一辆纯电动车,真能像一只螃蟹一样横行野区。
HUMMER EV的螃蟹模式并不会让它的操控性能提升到什么程度,但是在越野的时候,前1后2电机+四轮转向真的能让HUMMER EV无视任何障碍物。而且得到了和其庞大车身根本不相称的灵活性。
得益于通用奥特能纯电平台的灵活布局,即使布置了3个电机,HUMMER EV的底盘布局也不拥挤。同时HUMMER EV永磁同步电机的体积也小很多,功率密度也大得多。这就让HUMMER EV得以布置后桥转向系统,完成“螃蟹模式”的最后一步。
电机布局的灵活性让电动四驱有更多的可能性。早在几年前我参与大学生电动方程式赛车项目的时候,我就已经见识过4电机、轮毂电机等各种各样的布局了。而在量产汽车上,最近曝光的奔驰EQG测试车已经在沙地上玩起了旋转陀螺,这让我不禁猜测——四轮电机的电动四驱量产车真的要来了吗?