“面向未來”是NE時(shí)代推出的一檔全新欄目板塊，旨在從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，層層剖析未來汽車新技術(shù)發(fā)展方向。三合一電驅(qū)系統(tǒng)的研究為本欄目的第二篇內(nèi)容。

在前兩期 “面向未來” 欄目中我們介紹了多合一和三合一電驅(qū)的優(yōu)勢(shì)，兩者在成本和性能方面各有側(cè)重，但始終無法將電機(jī)小型化的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮至最大。

這也是分布式驅(qū)動(dòng)一直備受關(guān)注的核心原因。通過單個(gè)電機(jī)控制單個(gè)車輪，一方面提升了整個(gè)車輛的動(dòng)力性能，更大的方面則是提供了靈活的動(dòng)力分配。

來源：ProteanDrive

當(dāng)然不管是輪轂電機(jī)還是輪邊電機(jī)目前由于技術(shù)原因還未能在乘用車中大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用。為了更好的匹配應(yīng)用，基于集中式布置的雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就在該背景下開始實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

如下圖所示，目前雙電機(jī)分布式驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)由于各家方案的差異，主要有同軸式和偏心布置兩種。同軸布置所占的空間較小，在小型化方面具備一定優(yōu)勢(shì)。

NE| 面向未來

本期“面向未來”旨在深度討論雙電機(jī)集成系統(tǒng)的總體表現(xiàn)及發(fā)展趨勢(shì)！

01.

高性能的代表-前后均雙電機(jī)

◎比亞迪的易四方雖然不是最早采用的四電機(jī)分布式電驅(qū)系統(tǒng)的車型，但其基于分布式電驅(qū)動(dòng)帶來了更多的功能，最典型的莫過于原地掉頭。

比亞迪易四方前后兩個(gè)電驅(qū)總成都是采用的分布式同軸布置，也都是采用的雙電機(jī)和碳化硅雙電控集成設(shè)計(jì)，四個(gè)電機(jī)都是永磁同步電機(jī)，四個(gè)電機(jī)峰值功率也一樣都是220kW，整車最大功率880kW。

比亞迪為這套分布式電驅(qū)匹配的是其自研的智能四驅(qū)獨(dú)立矢量控制技術(shù)，該架構(gòu)集成了中央計(jì)算平臺(tái)與域控制器的高度協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，確保車輛在各種行駛條件下的最佳抓地力和操控性能。通過中央計(jì)算平臺(tái)與域控制器的協(xié)同工作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)四個(gè)電機(jī)的精確控制，能夠根據(jù)路況和駕駛需求實(shí)時(shí)調(diào)整每個(gè)車輪的扭矩輸出。

◎極氪001FR是高性能的代表，采用的也是四電機(jī)分布式電驅(qū)。前雙電機(jī)是采用的平行布置，峰值功率310kW，后雙電機(jī)采用的同軸布置，峰值功率620kW，四電機(jī)的綜合輸出功率最高可達(dá)956kW，而且每一個(gè)電機(jī)也都單獨(dú)配備一個(gè)碳化硅電控模塊。

極氪也為這套分布式電驅(qū)配備了ZVC四輪扭矩矢量控制，使它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)4個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過智能算法獨(dú)立、精準(zhǔn)控制每個(gè)車輪獨(dú)立思考，進(jìn)而精準(zhǔn)控制扭矩的輸出，也可以原地掉頭。在極限測(cè)試中，001 FR的彎道平均速度提升5.3%，蛇形繞樁速度提升5.5%，而ESP的干預(yù)時(shí)長(zhǎng)減少85%。

◎猛士917的電氣化架構(gòu)也是四電機(jī)結(jié)構(gòu)，四款電機(jī)功率都是200kW總共800kW的動(dòng)力，這款雙電機(jī)兩擋深度集成電驅(qū)總成也是用的同軸設(shè)定，雙電機(jī)共享一組兩擋差速器并配置一組差速鎖，算上電機(jī)控制器也就是五合一電驅(qū)系統(tǒng)。

這款電驅(qū)具備電機(jī)、減速箱集成式的主動(dòng)冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)，可使整車在各種傾斜角度都能實(shí)現(xiàn)爬坡、高速兩種擋位的快速切換，從而支持猛士917完成輕松越野。

◎紅旗的M190和M220雙電機(jī)項(xiàng)目此前也實(shí)現(xiàn)下線。M190雙電機(jī)是采用的四合一深度集成設(shè)計(jì)，也是其首創(chuàng)的雙電機(jī)扭矩矢量帶斷開電驅(qū)總成。M220雙電機(jī)則是采用左右電驅(qū)解耦扭矩矢量的方案，是一款超大功率雙電機(jī)分布式扭矩矢量電驅(qū)總成。這兩款雙電機(jī)總成實(shí)際上是可以組成一個(gè)分布式的輪邊電驅(qū)總成的，前面用M190雙電機(jī)總成后面用M220雙電機(jī)總成。

這兩款雙電機(jī)的扭矩矢量控制，可根據(jù)路況、駕駛操控需求瞬時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整電機(jī)輸出扭矩和方向，提高車輛高速行駛操控穩(wěn)定性；在安全性方面，這兩臺(tái)雙電機(jī)電驅(qū)的高轉(zhuǎn)彎性能，可以改善轉(zhuǎn)向反應(yīng)性和操控性，可實(shí)現(xiàn)原地“坦克調(diào)頭”功能；在續(xù)航里程方面，前驅(qū)集成半軸離合，可減少前驅(qū)拖曳功率，提升車輛續(xù)航里程，并且可根據(jù)不同路況和駕乘需求在長(zhǎng)續(xù)航和高動(dòng)力之間自由切換。

◎奇瑞的分布式電驅(qū)在今年北京車展上也正式亮相，其采用800V SiC技術(shù)，電機(jī)效率超過97.5，峰值功率高達(dá)400-500kW，輪端峰值扭矩6500-9600Nm可選。

像仰望U8和猛士917這種越野車型在四輪獨(dú)立四電機(jī)的基礎(chǔ)上，加入了電控差速鎖，這種設(shè)計(jì)在必要時(shí)可以將單側(cè)車輪強(qiáng)行鎖止，使雙電機(jī)合力輸出到另一側(cè)車輪，從而增強(qiáng)脫困能力。這種創(chuàng)新結(jié)合了電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和電控技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為越野駕駛提供了新的解決方案。

02.

單軸雙電機(jī)打開應(yīng)用空間

前后雙電機(jī)雖然在性能、功能上優(yōu)勢(shì)明顯，但高昂的成本阻礙了雙電機(jī)產(chǎn)品份額的擴(kuò)大。為了兼顧成本和性能，業(yè)內(nèi)推出了三電機(jī)布置，即前橋單電機(jī)總成，后橋雙電機(jī)總成，這種后橋雙電機(jī)的配置允許車輛更精確地分配動(dòng)力到后軸，從而提高駕駛性能和操控穩(wěn)定性。

◎Lucid Air Sapphire的三電機(jī)版的后軸用的就是雙電機(jī)，這款雙電機(jī)總成與其單電機(jī)前驅(qū)動(dòng)單元協(xié)同工作，可提供超過882kW的總功率，但其單電機(jī)前驅(qū)動(dòng)的功率就達(dá)到了447kW，而且它這個(gè)雙電機(jī)集成并非獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的，而是精心打造了一個(gè)小巧的差速器集成于電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部，將雙電機(jī)動(dòng)力分配給左右車輪，配合緊湊的同軸布置方式，主要作用是減小了電驅(qū)模塊的體積。

◎Tesla model s plaid的三電機(jī)版本后驅(qū)也是雙電機(jī)集成，三電機(jī)總功率為750kw，單電機(jī)前驅(qū)功率250kW，雙電機(jī)后驅(qū)總功率500kW，其結(jié)構(gòu)為兩個(gè)250kW永磁電機(jī)同軸布置內(nèi)部采用電子差速鎖，其電動(dòng)皮卡Cybertruck也提供三電機(jī)版本，總功率為630kW，單電機(jī)前驅(qū)功率206kW，雙電機(jī)后驅(qū)總功率424kW，其結(jié)構(gòu)為兩個(gè)212kW感應(yīng)電機(jī)同軸布置，無機(jī)械差速器。

◎悍馬EV的三電機(jī)版本也是后橋雙電機(jī)集成總功率735kW，采用e4WD系統(tǒng)，可以提供扭矩矢量控制，以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和牽引力，2024款的奧迪SQ8 e-tron也是用的三電機(jī)配置，總功率約在370 kW。

這種后橋雙電機(jī)的配置允許車輛更精確地分配動(dòng)力到后軸，從而提高駕駛性能和操控穩(wěn)定性。通過智能的電子控制系統(tǒng)，車輛可以根據(jù)路況、車速和駕駛習(xí)慣動(dòng)態(tài)分配扭矩到左右兩個(gè)輪胎，使車輛更加穩(wěn)定。

當(dāng)然在雙電機(jī)集成方面各零部件供應(yīng)商也沒有落下進(jìn)程！

◎舍弗勒的800V碳化硅分布式驅(qū)動(dòng)同軸電橋是其開發(fā)的一款主打高性能應(yīng)用的產(chǎn)品。整個(gè)電橋系統(tǒng)由雙電機(jī)、雙電控，以及分布于兩側(cè)的級(jí)聯(lián)式行星排減速器組成，能夠提供超過8000Nm的輪端扭矩和高達(dá)600kW峰值功率。此外，整個(gè)電橋系統(tǒng)重量只有120kg，使系統(tǒng)功率密度高達(dá)5kW/kg。

◎馬瑞利的1000V雙電機(jī)電橋也非常緊湊，該方案同時(shí)支持扭矩矢量和增壓充電等高級(jí)功能，雙電機(jī)的設(shè)計(jì)能夠平替單電橋包絡(luò)，大幅縮短整車開發(fā)時(shí)間和成本。 能夠提供超過 7400Nm 的輪端扭矩和高達(dá) 780kW 峰值功率。 整個(gè)電橋系統(tǒng)重量只有 116kg ，其系統(tǒng)的功率密度 高達(dá) 6.7kW/kg 。

◎匯川聯(lián)合動(dòng)力的分布式電驅(qū)產(chǎn)品將雙電機(jī)、雙電控和雙減速器進(jìn)行高度集成，輪端峰值功率大于400kW，峰值扭矩高達(dá)8000Nm，Y向長(zhǎng)度小于610mm。極致的Y向尺寸設(shè)計(jì)，可滿足單電機(jī)電驅(qū)布置空間，400V與800V平臺(tái)兼容設(shè)計(jì)，滿足不同車型配置需求。取消機(jī)械差速器，具備智能扭矩分配功能，與底盤系統(tǒng)深度融合，極大提升車輛駕乘體驗(yàn)和極限操控性能。

◎精進(jìn)電動(dòng)的SD180背靠背電驅(qū)總成，這款電驅(qū)也是采用的分布式驅(qū)動(dòng)構(gòu)型，可實(shí)現(xiàn)整車原地掉頭，配備“直磁型”雙穩(wěn)態(tài)差速鎖、低電磁振動(dòng)和噪音、最高轉(zhuǎn)速20000rpm、最高效率達(dá)97%、統(tǒng)峰值扭矩6990Nm，總功率300kW，北京車展期間也展出了另外一款分布式電驅(qū)，采用的是復(fù)合行星齒輪背對(duì)背電驅(qū)系統(tǒng)，兩款分布式電驅(qū)一款同軸，另一款平行軸，很適用于越野車及高端乘用車。

03.

未來趨勢(shì)

性能一直是電驅(qū)動(dòng)之于內(nèi)燃機(jī)的重要差異點(diǎn)，對(duì)于電動(dòng)車而言，動(dòng)力性能的提升也會(huì)帶動(dòng)其操控的需求。顯然雙電機(jī)相比單電機(jī)，性能和操控都能夠做到更好的兼顧。但由于成本的影響，目前雙電機(jī)主要在高端越野和豪華品牌車型上搭載。三電機(jī)的布置方案提供了一個(gè)相對(duì)低成本的方案，一定程度上推動(dòng)了雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用。但總體來看，相比于高功率的三合一方案，成本依舊是制約雙電機(jī)進(jìn)一步應(yīng)用的阻礙。

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