四電機驅(qū)動技術(shù)解析及電驅(qū)和新能源汽車的新發(fā)展形勢

四電機驅(qū)動技術(shù)解析及電驅(qū)和新能源汽車的新發(fā)展形勢01四電機驅(qū)動技術(shù)解析四電機驅(qū)動分為三種形態(tài)：集成式四電機驅(qū)動、輪邊式四電機驅(qū)動和輪轂式四電機驅(qū)動，其中輪轂式四電機驅(qū)動又可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式和外轉(zhuǎn)子式。比亞迪“易四方”平臺屬于集成式四電機驅(qū)動范疇。各類四電機驅(qū)動架構(gòu)示意圖生理信集成式四電機驅(qū)動：四電機驅(qū)動的初級形態(tài)號的內(nèi)容技術(shù)原理：前后兩組驅(qū)動系統(tǒng)未能實現(xiàn)橫向機械解耦，前驅(qū)動系統(tǒng)和后驅(qū)動系統(tǒng)分別由兩個電機集成在一起，通過減速器減速增扭后，與傳動軸連接，可獨立控制車輪。相比傳統(tǒng)雙電機四驅(qū)，取消差速器，輪間轉(zhuǎn)速差和動力分配可控制電機自由調(diào)節(jié)。技術(shù)難點：電機協(xié)同控制是首要難題。四個高轉(zhuǎn)速電機獨立驅(qū)動四個車輪，考驗車身穩(wěn)定性，影響輪胎壽命，尤其在起伏或轉(zhuǎn)向等路面，對傳感器精度、信號傳輸速度、控制計算、驅(qū)動執(zhí)行等要求更高。在機械強度、電磁兼容、低速溫升管理等也面臨挑戰(zhàn)。技術(shù)趨勢：提升自動駕駛執(zhí)行層性能，推動自動駕駛技術(shù)發(fā)展。自動駕駛執(zhí)行層中最重要系統(tǒng)是電驅(qū)動和轉(zhuǎn)向。四電機驅(qū)動融合驅(qū)動與轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)車輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向的雙重動力源作用，更易于控制，同時，配合自動駕駛軟件算法，提升動力系統(tǒng)控制精度，可進一步拓展更多自動駕駛場景。輪邊式四電機驅(qū)動：聚焦商用車特定領(lǐng)域

技術(shù)原理：四個驅(qū)動電機實現(xiàn)橫向機械解耦。四個驅(qū)動電機獨立分布于車輪內(nèi)側(cè)。電機與減速器集成，減速器與車輪連接。相比于集成式，輪邊式四電機驅(qū)動由于取消傳動軸，傳輸效率更高。

技術(shù)難題：受制于現(xiàn)階段電驅(qū)系統(tǒng)體積功率密度，輪邊電機布置在車輪內(nèi)側(cè)，電機布置在車輪內(nèi)側(cè)與懸架等會產(chǎn)生一定空間占用，因此輪邊驅(qū)動系統(tǒng)目前僅應(yīng)用在商用車領(lǐng)域。

技術(shù)趨勢：受制于結(jié)構(gòu)影響，在乘用車領(lǐng)域應(yīng)用難度大；可利用輪邊驅(qū)動的特點，在特定領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢。輪轂式四電機驅(qū)動：四電機驅(qū)動的最終形態(tài)

技術(shù)原理：輪轂式四電機驅(qū)動可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機和外轉(zhuǎn)子輪轂電機兩類。內(nèi)轉(zhuǎn)子的電機、電控、剎車片等集成在輪轂內(nèi)，與輪邊式驅(qū)動原理類似。外轉(zhuǎn)子采用低速電機，無減速裝置，轉(zhuǎn)速與車輪同步，通常在800-1500r/min。

技術(shù)難題：對于內(nèi)轉(zhuǎn)子輪轂電機：①由于電機、電控、剎車片等集成在輪轂內(nèi)，剎車時會產(chǎn)生高溫，將熱量傳遞到電機和控制器，導(dǎo)致永磁同步電機退磁，影響電機耐久性。②轂內(nèi)空間狹小，要求電機體積小轉(zhuǎn)速高。高轉(zhuǎn)速對減速器提出更高要求，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，難以實現(xiàn)對減速器的有效潤滑。

對于外轉(zhuǎn)子輪轂電機：①由于無減速增扭裝置，在過載工況下，需大電流，產(chǎn)生高溫，易損壞電池及電機永磁體。②四電機相對獨立，且無減速調(diào)節(jié)，對協(xié)同控制精度要求更高；③惡劣的使用環(huán)境對電機密封要求更高。另外由于輪轂電機集成到輪轂內(nèi)，會加重簧下質(zhì)量，損傷懸架靈活性，影響舒適性。技術(shù)趨勢：①輕量化解決輪轂電機簧下質(zhì)量問題，輪轂電機通過扁線、增材制造等技術(shù)的應(yīng)用，提高電機功率密度，實現(xiàn)輕量化。②集成化解決輪轂電機輪轂內(nèi)集成問題，通過電驅(qū)系統(tǒng)的深度集成和油冷技術(shù)，提高集成化和內(nèi)部散熱問題，實現(xiàn)集成化。③提升線控驅(qū)動性能，推動滑板底盤發(fā)展?；宓妆P由線控底盤發(fā)展而來，在產(chǎn)業(yè)模式有所創(chuàng)新。輪轂驅(qū)動系統(tǒng)傳動路徑短，機械連接少，因此驅(qū)動系統(tǒng)的線控在響應(yīng)時效性和精準度方面有質(zhì)的提升。02電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)展趨勢：由電驅(qū)本體技術(shù)升級向電驅(qū)與整車融合升級發(fā)展近三年電驅(qū)本體技術(shù)快速發(fā)展，從零部件角度來看，扁線電機、油冷、SiC功率模塊等技術(shù)進步較快；從系統(tǒng)角度來看，三合一已成主流，六合一、八合一大規(guī)模裝車。隨著技術(shù)逐漸成熟，本體部分升級潛力有限，但行業(yè)對電驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用和理解將更加深刻。電驅(qū)本體與整車融合升級，將成為新一輪的技術(shù)突破口。智能扭矩控制

電驅(qū)的控制更精準，車身狀態(tài)識別和動力控制能力大幅提升。傳統(tǒng)燃油車的狀態(tài)識別通過輪速傳感器實現(xiàn)。輪速傳感器識別幀率基本在32次或48次（車輪旋轉(zhuǎn)每周），在傳感器識別到異常時，ESP（車身穩(wěn)定系統(tǒng)）介入，調(diào)整輸出扭矩，保持車輛穩(wěn)定。而在新能源汽車領(lǐng)域，電機旋變傳感器可充當(dāng)輪速傳感器職能，識別幀率4096次以上，識別精度提升300倍以上，可在輪胎出現(xiàn)異常尚未打滑時提前介入控制，并可進行扭矩轉(zhuǎn)移、降低扭矩，或輸出負扭矩來保持車輛穩(wěn)定，實現(xiàn)車身控制技術(shù)的突破。電驅(qū)升壓充電

電驅(qū)模塊工作原理與整車其他高電壓部件工作原理一致，因此復(fù)用性大幅提高。整車電壓平臺提高會優(yōu)化電驅(qū)系統(tǒng)和充電效率，當(dāng)整車平臺電壓高于充電樁電壓時，會面臨無法充電的問題，解決方案是提升樁端電壓，這時可復(fù)用電控的IGBT和電機的電感組成升壓電路，提升充電電壓。電驅(qū)與自動駕駛?cè)诤?/p>

更快的電驅(qū)響應(yīng)大幅提升自動駕駛執(zhí)行速度。電驅(qū)系統(tǒng)從接受到信號到完成輪端輸出的響應(yīng)時間在0.2S以內(nèi)，傳統(tǒng)內(nèi)燃機響應(yīng)時間在1.2S左右。電驅(qū)技術(shù)的發(fā)展將推動高階自動駕駛的進步，自動駕駛又可促進電驅(qū)系統(tǒng)智能控制的提升。滑板底盤

分布式電驅(qū)系統(tǒng)可實現(xiàn)四個電機之間機械上橫縱向的完全解耦，機械連接少，傳動路徑短，控制反應(yīng)快，時間同步強。通過標準化的底盤平臺，電驅(qū)動與底盤平臺深度融合，作為動力源和基礎(chǔ)載體，實現(xiàn)上下車體完全解耦開發(fā)，可與多個上車體進行匹配，加快開發(fā)流程，增加車型多樣性，創(chuàng)新商業(yè)模式。03電驅(qū)系統(tǒng)對新能源汽車行業(yè)產(chǎn)生的影響（1）電驅(qū)與整車融合發(fā)展將推動整車企業(yè)加快電驅(qū)自研。整車企業(yè)將涉足電驅(qū)自研，促使電驅(qū)技術(shù)與整車深度融合，提升整車性能。在電驅(qū)技術(shù)與整車融合發(fā)展的過程中，單一布局的電驅(qū)零部件企業(yè)和整車企業(yè)的傳統(tǒng)的合作模式將面臨巨大挑戰(zhàn)。（2）電動車行業(yè)內(nèi)卷