比亚迪仰望易四方——四驱技术的最新破局
当前位置:首页>资讯
更新时间: 2023/06/10

比亚迪旗下全新高端新能源品牌仰望和其易四方动力系统的横空出世,以原地掉头、沙漠干拔冲坡等强悍的功能展示,让我们看到了新能源汽车电驱系统的更多可能。今天,我们就一同走入仰望易四方的技术天地,看看它如何开创电驱的技术想象力。


仰望搭载的易四方技术平台,它的核心即是跳脱出乘用车领域惯用的集中式驱动系统,转而使用分布式驱动系统。换言之,车辆不再依靠一根传动轴来集中分配、传递动力,而是采用四个轮边电机分别驱动四个车轮,再由中央计算平台+分布式控制器相结合的电子电器架构,通过整车级融合感知、决策、控制以及云端数据闭环,进行整车的控制与协调。


图片


集中式驱动系统和分布式驱动系统区别是什么?


在这里我们首先得弄清楚汽车的传动特性本质。在业内,目前最广泛应用的是集中式驱动系统,动力源经由机械结构,如传动轴、差速器、减速器等部件,传递到各个车轮上。在燃油车时代,只有发动机一个驱动源进行动力输出,而来到新能源时代,大部分都直接让电动机取代了发动机的作用,系统构型没有改变。唯一不同的,是在集中式驱动框架下,可以在前后桥分别布置两台电机,分别控制前后两对车轮,合力驱动,也就实现了1+1=2的效果。并且,电机在效率、初始输出功率等方面都比燃油发动机更强,车辆性能可以持续稳定输出,这也解释了为何售价二十几万的纯电车也能实现百万豪车“秒天秒地秒空气”的性能。


分布式驱动系统由两个或多个电机、转向装置、制动系统、控制系统等组成,独立驱动各自车轮,取消了中间差速器力矩传递的一种电动汽车驱动方式,使得电机直接驱动车轮,传动链更为简单、紧凑。每个电机分别安装在车辆的各个轮毂处,通过电机控制器控制电机转矩和转速,从而驱动车轮运动。转向装置用于控制车辆转向,制动系统用于控制车辆刹车。


此外,分布式驱动系统还需要配备相应的控制系统,用于控制各个电机的转矩和转速,并实现轮胎附着力分配的优化。控制系统可以采用集中控制或分散控制,也可以采用混合控制的方式。


图片

典型分布式驱动系统构型


易四方提出的四驱技术“新解”


“易四方”作为目前国内首个量产的四电机驱动技术,打破了人们对于传统汽车的驱动概念和所谓的“规则”,能够凭借四电机的独立矢量控制技术,对车辆四轮动态实现精准控制。仰望易四方所采用的四电机技术,依赖的正是分布式驱动系统。更直白来说,传统四驱的本质其实是车辆动力的重新分配。而仰望易四方则直接颠覆了这一固有技术形态,转而为每个车轮配上了单独动力源,也就直接实现了最极致的四驱性能。


图片


这种将动力源无限接近轮端的布局,以及电驱系统的高集成设计,带来的好处最直接就体现在系统效率,官方称其高达97.7%,这个已经高于普通手动变速箱96%的传动效率。加上四台电机分别能最大输出220-240kW,320-420牛米,让整个系统的最大功率输出超过1100马力。零百加速达到3秒级。从动力上来说非常强悍。此外值得一提的是,它的电机理论最高转速达到每分钟20500转,这就意味着能带来更广的电机调速范围,加上1100马力的额定高功率,可以保证在高转速下仍可以获得比较大的扭矩,扭矩变化的区间更广,能适应各种工况的扭矩输出需求。


图片


同时,凭借四电机驱动技术的独立正负扭矩输出能力,“易四方”平台甚至可以在转向器、制动器不工作的同时实现低于40m的100-0km/h刹停距离和小于12m的转弯半径。在性能层面总结来说,“易四方”平台不仅动静皆宜,同时也十分灵活。


实现颠覆性的应用场景


(1)原地旋转


从技术原理上而言,易四方是真正实现四个电机独立驱动、整车深度融合感知、车身稳定矢量控制的极致安全技术平台,由四个电机构成整车核心动力源。换言之,易四方通过装载四个轮边电机,可以独立控制四个轮子的扭矩,相当于每一个轮子的扭矩控制都能实现可增可减、可正可负。因此,每个车轮也就拥有了独立的动力源,并且可以完全独立地驱动、制动、前进和后退。

图片


(2)驾驶安全性


例如,在发布会上提出的爆胎后依旧可以保持驾驶平稳的安全技术,核心原因就是利用四电机独立驱动的优势,通过轮边电机可以对四个轮子独立调整单轮扭矩。遇到单轮爆胎后,电控系统会以每秒1000次的频率,精准调整剩余三个车轮的扭矩,甚至任意输出正负扭矩,通过驱动轮来干预车身姿态,并进行强有力的补偿干预,直到车辆停稳。


此外,当胎压传感器和轮速传感器监测到单个车轮遇到丧失胎压情况后,中央控制器会及时对全车车轮进行精准控制。除了会对正常一侧车轮电机逐渐降低电流输出实现安全降速,更重要的是限制丧失胎压的车轮电流输出,并在极端情况下使用动能回收来对车轮实施负扭矩控制来减小惯性。对于爆胎同侧车轮的电机加大输出电流,以保持与正常一侧相近的扭矩输出,克服由惯性带来的侧向力,从而匡正车身姿态,并保持车辆在正常轨迹下进行安全制动。


(3)涉水安全性


图片


能浮水是很多人对比亚迪易四方技术的第一印象,当初该技术还未正式公布时,比亚迪曾释放出了一段宣传片,就是仰望U8在水中漂浮运动的场景,于是很多人一度认为比亚迪要发布一款水陆两栖车。不过在技术正式公开之后,我们才知道,这实际上是一项安全配置,比亚迪称之为应急浮水。应急浮水功能设计初衷,是要帮助用户在城市内涝中脱困。仰望U8不但能做到涉水深度达到1米,超过市场所有竞品车型,而且在更深水域,可实现车辆脱离地面的整车浮水。


搭载“易四方”技术的车型,整车的核心系统防护能力都达到了IP68级别。并拥有良好的座舱密闭性,甚至在水深没过车轮,较大的水面浮力使车身漂浮从而让轮胎失去抓地力时,甚至还可以凭借四个车轮的独立矢量控制功能,获得应急浮水脱困能力,“浮水模式”也是在传统燃油车上所无法想象的。


与其是说浮水,倒更像是一台密闭性良好的车舱,依靠水面浮力和四台电机,在水中实现最大的可控性。同样是通过中央控制单元,对四轮电机的扭矩进行精准控制,让车轮在失去附着力时也能实现“螺旋桨”功能,辅助控制车头方向,实现水中“循迹”行驶。


(4)雪地通过能力


图片


正如爆胎场景中,车辆失控原因是四个车轮的平衡态被打破了,来到冰雪路面同样如此,由于路面附着力低,车辆很容易出现打滑、失稳的情况。这时候,除了考验车辆的驱动力,其实更考验车辆的动力分配能力。


易四方除了四电机独立控制四个车轮这一“秘密武器”,还运用了“融合感知”理念来对电机进行精准化控制,这是它能让车辆在冰雪路面畅行自如的关键因素。通过融合感知,易四方可以运用多传感器精准计算每个车轮与地面的最大摩擦力,并根据驾驶需求快速响应并提供每个车轮的最佳作用力。在冰雪路面,四电机根据每个车轮的不同打滑情况,分别输出合理目标扭矩,也就能保证车辆横向稳定性,使加速起步更快速平稳。


(5)越野能力


图片


除此之外,硬派越野仰望U8更进一步在前后电驱总成配置上差速锁。同轴两台电机的力量可以集中在同一个车轮上输出,通过合力让单轮的轮端扭矩倍增,使其越野脱困能力再翻倍。从参数上来看,开启差速锁时仰望U8单轮最大扭矩可以达到8700N·m,输出能力相当于用一台V12引擎驱动一个车轮,脱困能力相当强悍。


小结


比亚迪的这套“易四方”看起来是一套好东西,但最大的问题可能就在可靠性、耐久性上。这套四轮独立驱动的控制结构是否适合用来干粗活和长时间越野?特别是在如何实现车轮左右硬锁止、如何防止电机过热、如何保证电机对四轮的动态调整始终保持最优解,如何能做到不管何种动作始终不伤胎,如何在传感和计算控制某个环节出问题时保证足够的冗余补救方案等等,这些问题我们不妨等着看看比亚迪下一步会给出怎样的答案。


作为一套全新的技术,它确实从结构上、理念上,颠覆了我们对传统车辆驱动控制的理解。但是否是开创了一个全新的时代,只是个噱头还是可靠成熟的技术,还有待观察。另外我相信如果这种四轮独立电机的方案实践效果好的话,很多厂商会迅速跟进。毕竟从结构和原理上看,只要把集成度做好了,其实内在原理并不算复杂,难的主要是算法和控制部分。而这既是比亚迪需要向大家验证的核心难点,也是每个车企都在攻关的核心技术。