可以實現(xiàn)“坦克掉頭”的四輪獨立驅(qū)動車型，為什么還未廣泛量產(chǎn)？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/梁浩斌）進入電動汽車時代，驅(qū)動能源以及動力形式的改變，讓以往汽油車難以實現(xiàn)的車輛行駛功能成為可能。今年年初比亞迪發(fā)布旗下新車型仰望U8就采用了四電機平臺獨立驅(qū)動架構，每個車輪都由單個電機控制，可以實現(xiàn)更精準的行駛動態(tài)控制，以及原地360°掉頭等功能。

實際上目前也有不少車企都展示了四輪獨立驅(qū)動的技術，包括搭載四電機的奔馳EQG、斯巴魯STi E-RA概念車等。不過目前已經(jīng)上市的量產(chǎn)車型中似乎還沒有四輪獨立驅(qū)動的乘用車出現(xiàn)，所以四輪獨立驅(qū)動是否存在技術門檻導致難以量產(chǎn)？

電動汽車驅(qū)動形式

在傳統(tǒng)燃油乘用車上，考慮到成本、動力損耗和座艙空間布局等問題，普遍會采用發(fā)動機前置前驅(qū)的形式。相比于前置后驅(qū)，發(fā)前置前驅(qū)的發(fā)動機經(jīng)差速器后用半軸直接驅(qū)動前輪，減少了貫穿車身的傳動軸，令座艙內(nèi)擁有更大空間的同時，也降低了動力損耗。對于普通家用車而言，動力不會太強，更需要的是行駛過程中的穩(wěn)定性，而前置前驅(qū)由于重量集中在車身前端（驅(qū)動輪），所以直線行駛穩(wěn)定性會更好。

當然，燃油車發(fā)動機重量大，重量集中在車身前端，如果采用前置前驅(qū)的形式，在車輛起步時由于慣性，車輛重心會往后轉(zhuǎn)移，導致前輪更容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。所以像一些小型的商用車為了載貨時保持輪胎抓地力，往往都會選擇前置后驅(qū)的形式。

前置后驅(qū)也是很多高性能車型所選擇的方案，由于動力較大且對操控要求更高，后驅(qū)在加速過程中的抓地力會更強。為了更高的穩(wěn)定性，也有很多車型會采用前置四驅(qū)的形式。總體而言，燃油車時代根據(jù)車型需求不同，還有較為小眾的后置后驅(qū)、后置四驅(qū)、中置后驅(qū)、中置四驅(qū)等形式，但這些形式都是在車身作出多方面的取舍，比如空間等，去換取其他駕駛方面的性能，因此都難以成為主流車型的驅(qū)動形式。

但電動汽車不同，由于電機的體積相對燃油發(fā)動機大大縮小，高度集成之下令電機的布置更加靈活。比如以往燃油車中只在保時捷911等雙座跑車上才能看到的后置后驅(qū)，目前已經(jīng)在多款主流電動汽車上被應用，像特斯拉Model 3、小鵬P7等。在電動汽車上，電機可以直接被布置在后軸上直接驅(qū)動后輪，顯著提升操控體驗，并且不會對車內(nèi)空間造成影響。

對于高性能的電動汽車，目前主流的驅(qū)動形式是前后雙電機四輪驅(qū)動，前后電機分別驅(qū)動前后輪軸。有一些高端的車型比如悍馬EV、Model S Plaid版、Lucid Air Sapphire等則采用了三電機驅(qū)動，兩臺電機分別驅(qū)動兩個后輪，一臺電機驅(qū)動前軸。

后輪由兩個電機分別驅(qū)動，可以實現(xiàn)一些以往單軸驅(qū)動不能實現(xiàn)的功能。Lucid在官網(wǎng)上提到，Lucid Air Sapphire搭載了進階扭矩分配控制系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能為后輪提供反方向的扭矩，以此提升轉(zhuǎn)彎或直線加速的穩(wěn)定度，且車輛在急轉(zhuǎn)彎時，該系統(tǒng)還能為外側(cè)車輪提供動力的同時，讓內(nèi)側(cè)車輪得到動能回收產(chǎn)生剎車效果，進而改善轉(zhuǎn)向時的平衡。

四輪獨立驅(qū)動

四輪獨立驅(qū)動意味著每個車輪都有單獨的電機控制，也就是四電機驅(qū)動，四個車輪的驅(qū)動完全依靠電子控制系統(tǒng)來控制四個電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，無需機械差速器。前面提到比亞迪仰望U8實現(xiàn)的原地掉頭，就是利用坦克左右履帶反向轉(zhuǎn)動實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的原理，通過控制車輛左右車輪的反向轉(zhuǎn)動，令車輛在最小的空間范圍內(nèi)實現(xiàn)多個角度的轉(zhuǎn)向。

而在三電機的基礎下，四電機四輪獨立驅(qū)動形式在車輛轉(zhuǎn)向時除了后輪能實時調(diào)整扭矩分配之外，前輪也能同步進行調(diào)整，進一步提升車輛轉(zhuǎn)彎時的行駛穩(wěn)定。

在車輛過彎時，由于車輛寬度會造成左右兩側(cè)的線速度不同，為了行駛穩(wěn)定，左右兩側(cè)車輪在過彎時必然存在轉(zhuǎn)速差，外側(cè)輪轉(zhuǎn)速較快，內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速較慢。傳統(tǒng)的單軸驅(qū)動汽車，在車輛過彎時可以通過差速器，來吸收左右輪的轉(zhuǎn)速差，使車輛更穩(wěn)定可控。

而這里的難點主要是電子差速以及如何通過傳感器等保證四輪轉(zhuǎn)速的一致。由于車輛在路面行駛的狀況復雜，在控制算法、技術路線上也較為多樣且復雜。在四電機系統(tǒng)中，四輪差速控制可以有兩種方式實現(xiàn)，一是以汽車左前輪轉(zhuǎn)速作為標定車速，調(diào)節(jié)其他三個車輪轉(zhuǎn)速，四個車輪繞轉(zhuǎn)向中心同角度旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)差速；二是基于前軸整體轉(zhuǎn)向設計四輪差速控制系統(tǒng)，控制器通過調(diào)節(jié)四個車輪轂電機的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)差速，其獨到之處在于當電動汽車轉(zhuǎn)彎時，整個前軸可繞前軸中心整體旋轉(zhuǎn)一定的角度。

總體而言，四輪獨立驅(qū)動中，僅差速控制車輛的算法就已經(jīng)足夠復雜，首先要有效獲取四個驅(qū)動輪或電機的工作狀態(tài)，并需要有極高的精度，對控制模塊的要求較高。

小結(jié)

四輪獨立驅(qū)動在未來的高端電動汽車上是一種趨勢，但作為可靠性要求較高的應用，在汽車上廣泛應用還需要更多的驗證。