新能源汽车电驱动系统发展趋势：小功率分布式电驱及扭矩矢量控制技术-行业新闻-2024第六届上海国际新能源汽车电池电机电控展览会

行业新闻

新能源汽车电驱动系统发展趋势：小功率分布式电驱及扭矩矢量控制技术

2023/5/22 13:57:33

电动四驱构型

就电动四驱布詈方案来看，主要有以下几种构型:

双电机：前单后单，电机动力由减速箱输出到差速器，差速器到轮边；
三电机：前单后双，前电机动力输出路线同双电机方案，后双电机分别输出到左右轮边；
四电机A：前双后双，前后双电机动力耦合到差速器，差速器输出到轮边；
四电机B：前双后双，前后双电机分别输出到左右轮边，无差速器，即分布式电驱。

技术难度上看：四电机B>三电机>四电机A>双电机。

其中四电机A方案的优势在于，某些情况下可以将两个电机的扭矩输出到一侧的轮边，对于某些越野车型来说可能有一定价值，抛开这种情况四电机B方案完胜四电机A方案。

但考虑电动机输出扭矩本来就很大，绝大多数情况根本就用不到这么大的扭矩，就算能输出这么大的扭矩轮胎也不一定能提供这么高的附着能力。另外，过大的轮边扭矩可能还会对半轴、轮毂轴承、差速器等的扭矩容量要求过高，导致严重的设计冗余。

所以对于四电机方案而言，四电机B方案通常是一个更好的选择。

三电机四驱已达到动力需求的极限

就绝对性能而言（功率、扭矩、转速），现在的电机已经绝对够用了，甚至性能已经到了绝大部分人用不上的水平。

拿电动车中加速能力最牛逼的Tesla ModelSPlaid来说，仅使用前一后二共三个电机，便实现了1.99s（官方数据）的0-60mph加速时间，而且整车功率的持续输出能力相当恐怖。

Model S Plaid 功率输出曲线

ModelS Plaid 0-60mph加速实测成绩在Car and Driver网站排名仅次于2021 Ferrari SF90 Stradale，在Motortrend网站排名第一。

排在它后面的是Bugatti ChironPorsche 911、AMGGT63Lamborghini Huracán Lamborghini HuracánSTO等一堆价格比ModelSPlaid要贵得多的超级跑车!

从加速能力来看，ModelSPlaid简直就是性价比之王，没有对手!

The Quickest Cars of the Decade-Car and Driver(2022/1/8)

Ouickest Pickup: 2021RamTRX:3.7 seconds
Quickest SUV: 2019 Lamborghini Urus: 3.1 seconds
2021PorschePanameraTurboS:26seconds
2021 Mercedes-AMGGT63S:2.6seconds
2022 BMW M5 CS:2.6 seconds
2021Lamborahini Huracán STO:2.6 seconds
2019 McLaren 720S Coupe:2.6 seconds
2018 Porsche 911 GT2 RS:2.5 seconds
2020 BMW M8 Competition:2.5 seconds
2020 Porsche Taycan Turbo S:2.4seconds
2020 Tesla Model SPerformance:2.4seconds
2021 Bugatti Chiron Sport:2.4 seconds
2021 Porsche 911 TurboS Cabriolet:2.3seconds
2018 Lamborghini HuracánPerformante一2.2seconds
2021 Porsche 911 Turbo S-2.2 seconds
2015 Porsche918 Spyder-21seconds
2021 Tesla Model S Plaid:21 seconds
2021 FerrariSF90Stradale-2.0seconds

The Fastest Cars From 0-60 MPH MotorTrend Has EverTested(2022/4/11)

2017 Porsche 911 Turbo S:0-60mphin2.49seconds
2015 Porsche 918 Spyder:0-60 mphin 2.44 seconds
2015 Ferrari LaFerrari: 0-60 mph in 2.43 seconds
2021 Porsche 911 Turbo S Cabriolet:0-60 mphin 2.40 seconds
2020 Porsche Taycan TurboS:0-60mphin2.38seconds
2021 Porsche 911 Turbo S:0-60 mph in 2.34 seconds
2017 Tesla Model S P100D(Ludicrous+):0-60 mph in 2.27 seconds
2021 Porsche 911 Turbo S(Lightweight): 0-60 mphin 2.24 seconds

对于轮胎与地面的常规附着能力，三电机的Tesla ModelSPlaid几乎已利用到附着极限了。

MotorTrend在实测Model SPlaid加速能力时，被要求在附着力更强的黏性跑道上进行加速性能测试。最终在两种表面上的0-60mph测试成绩分别为:1.98s(VHT表面)、2.07s(non-VHT表面)。这说明Model S Plaid在一般赛道表面已无法完全发挥它的动力性能，轮边扭矩已达到其附着力极限。

参考:https://wwwmotortrend.com/reviews/2022-tesla-model-s-plaid-first-test-review

Model S Plaid的存在，证明了，不管是从达到动力性需求的极限考虑，还是从充分利用地面附着力的极限考虑，三电机方案都完全够用了。

电驱动的未来在于分布式驱动

既然三电机方案已经够用了，那分布式四电机。存在的意义是什么?

最大的优势是实现轮边扭矩和旋转方向的解耦，提升车辆控制的精度!四个分布式电机构成的整车动力源，可以实现每个车轮转速和扭矩的单独控制，每个车轮都可单独控制驱动、制动、正转和反转，可大可小，可正可负!

分布式驱动可以使车辆在转弯时一侧制动，另外一侧驱动，产生横摆力矩，提高车辆在转弯时的速度。此外，传统集中式驱动架构下，单独依靠横摆力进行控制很难将转弯的横摆力矩和车辆质心侧倾力矩只进行解耦。在分布式驱动架构下，分布式电机驱动加集成的转向控制，可以很好地将横摆力矩和质心的侧倾力矩进行解耦，单独控制，极大地提高车辆的操控性和稳定性。