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来源:电子发烧友网发布时间:2023-02-131425浏览
询问 AI电动汽车驱动形式
在传统燃油乘用车上，考虑到成本、动力损耗和座舱空间布局等问题，普遍会采用发动机前置前驱的形式。相比于前置后驱，发前置前驱的发动机经差速器后用半轴直接驱动前轮，减少了贯穿车身的传动轴，令座舱内拥有更大空间的同时，也降低了动力损耗。对于普通家用车而言，动力不会太强，更需要的是行驶过程中的稳定性，而前置前驱由于重量集中在车身前端（驱动轮），所以直线行驶稳定性会更好。当然，燃油车发动机重量大，重量集中在车身前端，如果采用前置前驱的形式，在车辆起步时由于惯性，车辆重心会往后转移，导致前轮更容易出现打滑现象。所以像一些小型的商用车为了载货时保持轮胎抓地力，往往都会选择前置后驱的形式。前置后驱也是很多高性能车型所选择的方案，由于动力较大且对操控要求更高，后驱在加速过程中的抓地力会更强。为了更高的稳定性，也有很多车型会采用前置四驱的形式。总体而言，燃油车时代根据车型需求不同，还有较为小众的后置后驱、后置四驱、中置后驱、中置四驱等形式，但这些形式都是在车身作出多方面的取舍，比如空间等，去换取其他驾驶方面的性能，因此都难以成为主流车型的驱动形式。但电动汽车不同，由于电机的体积相对燃油发动机大大缩小，高度集成之下令电机的布置更加灵活。比如以往燃油车中只在保时捷911等双座跑车上才能看到的后置后驱，目前已经在多款主流电动汽车上被应用，像特斯拉Model 3、小鹏P7等。在电动汽车上，电机可以直接被布置在后轴上直接驱动后轮，显著提升操控体验，并且不会对车内空间造成影响。对于高性能的电动汽车，目前主流的驱动形式是前后双电机四轮驱动，前后电机分别驱动前后轮轴。有一些高端的车型比如悍马EV、Model S Plaid版、Lucid Air Sapphire等则采用了三电机驱动，两台电机分别驱动两个后轮，一台电机驱动前轴。后轮由两个电机分别驱动，可以实现一些以往单轴驱动不能实现的功能。Lucid在官网上提到，Lucid Air Sapphire搭载了进阶扭矩分配控制系统，这套系统能为后轮提供反方向的扭矩，以此提升转弯或直线加速的稳定度，且车辆在急转弯时，该系统还能为外侧车轮提供动力的同时，让内侧车轮得到动能回收产生刹车效果，进而改善转向时的平衡。四轮独立驱动
四轮独立驱动意味着每个车轮都有单独的电机控制，也就是四电机驱动，四个车轮的驱动完全依靠电子控制系统来控制四个电机的转速和转向，无需机械差速器。前面提到比亚迪仰望U8实现的原地掉头，就是利用坦克左右履带反向转动实现转向的原理，通过控制车辆左右车轮的反向转动，令车辆在最小的空间范围内实现多个角度的转向。而在三电机的基础下，四电机四轮独立驱动形式在车辆转向时除了后轮能实时调整扭矩分配之外，前轮也能同步进行调整，进一步提升车辆转弯时的行驶稳定。在车辆过弯时，由于车辆宽度会造成左右两侧的线速度不同，为了行驶稳定，左右两侧车轮在过弯时必然存在转速差，外侧轮转速较快，内侧轮转速较慢。传统的单轴驱动汽车，在车辆过弯时可以通过差速器，来吸收左右轮的转速差，使车辆更稳定可控。而这里的难点主要是电子差速以及如何通过传感器等保证四轮转速的一致。由于车辆在路面行驶的状况复杂，在控制算法、技术路线上也较为多样且复杂。在四电机系统中，四轮差速控制可以有两种方式实现，一是以汽车左前轮转速作为标定车速，调节其他三个车轮转速，四个车轮绕转向中心同角度旋转从而实现差速；二是基于前轴整体转向设计四轮差速控制系统，控制器通过调节四个车轮毂电机的转速来实现差速，其独到之处在于当电动汽车转弯时，整个前轴可绕前轴中心整体旋转一定的角度。总体而言，四轮独立驱动中，仅差速控制车辆的算法就已经足够复杂，首先要有效获取四个驱动轮或电机的工作状态，并需要有极高的精度，对控制模块的要求较高。小结
四轮独立驱动在未来的高端电动汽车上是一种趋势，但作为可靠性要求较高的应用，在汽车上广泛应用还需要更多的验证。
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