[汽車之家 資訊] 2024年,,隨著新能源的不斷發(fā)展,,加上越來越嚴(yán)苛的排放法規(guī)實(shí)施,,前有猛虎,后有豺狼,,燃油車被兩面夾擊,,因此越來越多的車企選擇擁抱未來,開發(fā)新能源車型,。不過目前在大街上跑的電動(dòng)車大多都還是轎車和城市SUV,,而那些硬派越野車,例如Jeep牧馬人,、奔馳G級(jí),、路虎衛(wèi)士等,基本還是傳統(tǒng)的燃油車型,。目前中國品牌已經(jīng)有了坦克700 Hi4-T和方程豹豹5這樣的插混越野車,,還有了仰望U8這樣的增程越野車,而奔馳已經(jīng)宣布要推出G級(jí)的純電繼任者EQG,,Jeep也表示預(yù)計(jì)在2028年發(fā)布純電動(dòng)的牧馬人,。今天就讓我們展望一下未來,看一看未來純電動(dòng)/增程式的越野車可能會(huì)采用什么四驅(qū)結(jié)構(gòu),。
1.老生常談:差速器和差速鎖的作用
在開始聊四驅(qū)之前,,我們可以先來了解一下為什么越野車需要有差速鎖/限滑差速器。在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),,外側(cè)車輪畫大圓,,內(nèi)側(cè)車輪畫小圓,車輪之間存在轉(zhuǎn)速差,,如果用硬軸連接會(huì)使輪胎打滑磨損或者傳動(dòng)軸損壞,。差速器的作用就是使同一軸上的兩側(cè)車輪能夠以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。
在平整的路面上,,差速器能夠讓車輛順暢轉(zhuǎn)彎,,但是到了崎嶇不平的越野路況下,如果單側(cè)車輪懸空或打滑,,那么差速器就會(huì)將所有的動(dòng)力傳送到?jīng)]有附著力的車輪上,,造成車輪空轉(zhuǎn),車輛難以脫困,,至于具體的原理,,感興趣的朋友可以去閱讀這篇前汽車之家總編輯撰寫的技術(shù)文章。差速鎖在這種情況下能夠讓兩側(cè)車輪重新變成硬連接,,限滑差速器則能夠讓兩個(gè)半軸之間有一定的動(dòng)力傳遞,,讓有附著力的車輪獲得動(dòng)力,,幫助車輛脫困。那么未來電動(dòng)越野車的四驅(qū)系統(tǒng)可能會(huì)有哪幾種結(jié)構(gòu)呢,?是否還需要差速鎖/限滑差速器呢?下面就讓我們一起來看看吧,!
2.雙電機(jī)四驅(qū)配開放式前后軸差速器
首先讓我們來看看結(jié)構(gòu)最簡單,,也是目前電動(dòng)城市SUV普遍搭載的四驅(qū)系統(tǒng):雙電機(jī)四驅(qū)配開放式前后軸差速器。例如特斯拉Model Y,、蔚來ES6等都采用了這種四驅(qū)結(jié)構(gòu),。車輛前后軸分別布置一個(gè)電機(jī),電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過開放式差速器傳遞至左右兩個(gè)車輪,。如果遇到上文提到的單車輪打滑的情況,,電子輔助系統(tǒng)可以控制打滑的車輪剎車,這樣動(dòng)力就能傳遞到有附著力的車輪上,,幫助車輛脫困,。這種四驅(qū)形式比較初級(jí),大部分的電子限滑系統(tǒng)并不足以支持高強(qiáng)度的越野,,一般只會(huì)搭載于城市SUV上,,越野車一般不會(huì)采用。
『特斯拉Model Y與蔚來ES6滑輪組測(cè)試』
我們可以來看看此前汽車之家實(shí)測(cè)的特斯拉Model Y和蔚來ES6的四驅(qū)滑輪組測(cè)試視頻,。兩款車前后軸雙輪打滑和交叉軸打滑都可以輕松通過,,到單后輪有附著力時(shí),通過就會(huì)相對(duì)困難一些,,好在也都能脫困,,最后單前輪有附著力的情況兩車都沒有通過。對(duì)于城市SUV來說這個(gè)成績已經(jīng)非常優(yōu)秀了,。不過對(duì)于硬派越野車來說,,這種四驅(qū)結(jié)構(gòu)還是差點(diǎn)意思。
『Jeep牧馬人Sahara滑輪組測(cè)試』
雖然這種四驅(qū)從物理結(jié)構(gòu)上來講越野能力一般,,但是一些車企可能會(huì)將這種四驅(qū)形式放到入門配置的越野車上,,例如Jeep牧馬人Sahara的前后軸都配備了開放式差速器,但是由于Jeep有著多年制造越野車的經(jīng)驗(yàn),,開發(fā)出了足夠強(qiáng)大的電子限滑系統(tǒng),,即使沒有前后軸差速鎖,它也依舊能夠通過最困難的前后單輪滑輪組測(cè)試,。對(duì)于電動(dòng)越野車來說,,相較于燃油車少了中央差速鎖,但是每根軸上左右車輪的動(dòng)力分配情況和牧馬人Sahara也是類似的,,只要電子限滑夠強(qiáng),,也能從一定程度上彌補(bǔ)物理結(jié)構(gòu)的不足,,擁有不錯(cuò)的越野能力。
3.雙電機(jī)四驅(qū)配前后軸差速鎖/限滑差速器
下面來看看雙電機(jī)四驅(qū)配前后軸差速鎖/限滑差速器,,這種四驅(qū)結(jié)構(gòu)在上面一種的基礎(chǔ)上在每根軸的左右輪之間增加了差速鎖,,也可以是各種限滑差速器。雖然電子限滑系統(tǒng)也能模擬出一部分差速鎖的功能,,但是其需要一定的反應(yīng)時(shí)間,,限滑效果遠(yuǎn)不如機(jī)械式的差速鎖來的干脆利落。其實(shí)這是一種最接近燃油越野車“三把鎖”的四驅(qū)形式,,前后軸的差速鎖都被保留,,只不過由于前后電機(jī)能夠獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輪,不像燃油車需要在前后軸之間分配動(dòng)力,,也就不再需要中央差速鎖,。
『仰望U8』
這種四驅(qū)形式足夠強(qiáng)悍,可以說繼承了燃油時(shí)代硬派越野車的衣缽,,在單側(cè)車輪打滑時(shí)鎖止差速鎖就能完成脫困,。但是從面向未來的角度來說,它在創(chuàng)新性方面就顯得有些乏善可陳,,燃油車能做的它都能做,,但是玩不出什么新花樣。例如在網(wǎng)上爆火的仰望U8原地掉頭功能,,這種四驅(qū)形式就無法實(shí)現(xiàn),。
『牧馬人插混版』
這種四驅(qū)系統(tǒng)在成本上有比較大的優(yōu)勢(shì),不需要太復(fù)雜的控制算法,,未來可能會(huì)在比較入門的電動(dòng)越野車上采用,。奔馳EQG已經(jīng)確認(rèn)未來將投入四電機(jī)四驅(qū)的懷抱,對(duì)于售價(jià)或超百萬的EQG來說成本更高但是更先進(jìn)的四電機(jī)四驅(qū)顯然是更好的選擇,。而Jeep牧馬人作為40-50萬這個(gè)價(jià)位的越野車,,雙電機(jī)四驅(qū)成本更低,不過四電機(jī)四驅(qū)在功能上更豐富,,牧馬人純電版未來究竟會(huì)如何取舍呢,?大家也可以猜測(cè)一下,歡迎您在評(píng)論區(qū)討論,。
4.四電機(jī)四驅(qū)
四電機(jī)四驅(qū)應(yīng)該說是一種比雙電機(jī)四驅(qū)更加面向未來的四驅(qū)形式,。四個(gè)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)四個(gè)車輪,左右兩側(cè)的車輪能夠朝著不同的方向轉(zhuǎn)動(dòng),,這使得燃油車做不到的事情變成了可能,。例如網(wǎng)上爆火的原地掉頭功能,就是只能通過四電機(jī)四驅(qū)實(shí)現(xiàn)的,兩側(cè)車輪一邊向前轉(zhuǎn),,一邊向后轉(zhuǎn),,這樣就會(huì)給整車施加一個(gè)旋轉(zhuǎn)力矩,因此不需要轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤汽車就會(huì)原地轉(zhuǎn)圈,。
『仰望U8原地掉頭』
目前奔馳G級(jí)的電動(dòng)繼任者奔馳EQG已經(jīng)確定將搭載四電機(jī)四驅(qū)系統(tǒng),,并且標(biāo)志性的中控臺(tái)三把鎖按鈕也變成了全新的越野功能按鈕,將會(huì)有原地掉頭功能,,官方稱之為EQG Tank Turn(坦克調(diào)頭),。大家也可以猜一猜另外兩個(gè)按鈕下會(huì)隱藏著什么更狠的花活,我個(gè)人猜測(cè)奔馳的彈跳脫困模式大概不會(huì)缺席,。
『全地形/越野模式選擇系統(tǒng)』
此外,四電機(jī)四驅(qū)系統(tǒng)中每個(gè)車輪的電機(jī)可以單獨(dú)控制,,在越野時(shí)能夠?qū)嚿碜藨B(tài)進(jìn)行修正,,這樣就能更深度地適配全地形/越野模式選擇系統(tǒng)中的各種模式。例如在下面的側(cè)坡路段,,如果傳感器探測(cè)到車頭出現(xiàn)了下滑的趨勢(shì),,那么電控系統(tǒng)可以增大左側(cè)電機(jī)的動(dòng)力,阻止車輛跑偏,,不再需要打方向盤修正,。不過話說回來,這種“全自動(dòng)傻瓜式”越野肯定不是越野玩家們想要的,,電子系統(tǒng)把活都干了,,越野的樂趣也隨之減少了幾分。
『對(duì)于類似圖中的側(cè)坡車輛跑偏現(xiàn)象,,電動(dòng)四驅(qū)可以主動(dòng)修正』
四電機(jī)四驅(qū)系統(tǒng)雖然在功能上更豐富,,但是也帶來了更高的研發(fā)成本。在雙電機(jī)四驅(qū)系統(tǒng)中,,左右兩側(cè)的動(dòng)力分配完全由機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),。前后軸的動(dòng)力分配并則沒有太嚴(yán)格的要求,既可以偏前驅(qū)也可以偏后驅(qū),,車輛都能保持直線行駛,。但是在四電機(jī)四驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)中,直線行駛時(shí)左右兩側(cè)的車輪動(dòng)力必須保持一致,,否則就會(huì)出現(xiàn) “扭矩轉(zhuǎn)向”,。在越野時(shí)更需要對(duì)四個(gè)電機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行精準(zhǔn)控制,這就對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)提出了較高要求,,對(duì)芯片的算力要求也更高,,成本提升了,車自然也會(huì)賣得更貴,。
由于四電機(jī)的存在,,傳統(tǒng)四驅(qū)系統(tǒng)中的差速鎖結(jié)構(gòu)和電子輔助制動(dòng)限滑系統(tǒng)也不再是必需品,。如果遇到單側(cè)車輪懸空的交叉軸場(chǎng)景,那么只靠有附著力車輪的一側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)就可以完成脫困,。而懸空側(cè)電機(jī)在傳感器偵測(cè)到空轉(zhuǎn)后會(huì)減少或切斷動(dòng)力輸出,,一是省電,二是防止電機(jī)空轉(zhuǎn)損壞,。
這種結(jié)構(gòu)看似十分完美,,但是仔細(xì)一想就會(huì)發(fā)現(xiàn),脫困的動(dòng)力來自單側(cè)電機(jī),,有可能會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力不足,,電機(jī)堵轉(zhuǎn)的情況。電動(dòng)機(jī)在堵轉(zhuǎn)情況下雖然不會(huì)“熄火”,,但是會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生極高的熱量,,可能會(huì)使電機(jī)燒毀,而另一側(cè)的電機(jī)幫不上忙只能干瞪眼,。因此,,工程師們?cè)俅握?qǐng)出了越野車的老朋友:差速鎖,誕生了下面的一種四驅(qū)形式,。
5.四電機(jī)四驅(qū)帶前后軸差速鎖/三電機(jī)四驅(qū)與更多可能
上面一節(jié)我們提到,,差速鎖在四電機(jī)四驅(qū)中不再是必需品,但是它也不是完全沒用,,因?yàn)樵诮徊孑S路況中,,只能用到單側(cè)電機(jī)的動(dòng)力脫困,那么如果我們用差速鎖將兩側(cè)車輪鎖止,,懸空側(cè)的電機(jī)動(dòng)力就可以傳遞到有附著力的車輪,。這樣一來脫困動(dòng)力更強(qiáng),電機(jī)也減少了堵轉(zhuǎn)燒毀的可能性,。目前仰望U8就采用了這種四驅(qū)形式,,奔馳EQG已經(jīng)確定會(huì)搭載四電機(jī),不過是否會(huì)搭載差速鎖還要等新車正式發(fā)布才能揭曉,。
『奔馳EQG』
『猛士917』
目前國內(nèi)在售的四電機(jī)越野車還有一款猛士917,,其純電車型采用了四電機(jī)四驅(qū),官方稱該車搭載了三差速鎖四驅(qū)系統(tǒng),,前后軸中間其實(shí)不存在傳動(dòng)裝置,,所以官方的叫法是中央虛擬差速鎖,它可以通過電機(jī)控制系統(tǒng)讓車輛達(dá)到燃油車三把差速鎖鎖止時(shí)越野性能,。此外,,這款車還擁有三電機(jī)四驅(qū)的增程版車型,官方并未透露更多技術(shù)細(xì)節(jié),不過據(jù)推測(cè)應(yīng)該是后置雙電機(jī)加前置單電機(jī)的形式,,其特性可以看做是上文中雙電機(jī)四驅(qū)和四電機(jī)四驅(qū)的結(jié)合體,。
『猛士917增程版可能采用這種三電機(jī)四驅(qū)布局』
本文只是列舉了最基本的四種未來可能出現(xiàn)的電動(dòng)四驅(qū)布局形式,其實(shí)根據(jù)具體車型搭載的差速鎖/限滑差速器的種類和數(shù)量,、電機(jī)的數(shù)量等還能排列出更多的四驅(qū)形式,,不過在驅(qū)動(dòng)特性上基本上都是上述幾種四驅(qū)結(jié)構(gòu)的延伸或結(jié)合。當(dāng)然也不排除未來可能出現(xiàn)一些在驅(qū)動(dòng)特性上顛覆現(xiàn)有這幾種四驅(qū)的全新四驅(qū)結(jié)構(gòu),,讓我們拭目以待吧,!
● 寫在最后
本文中我們討論的雖然是電動(dòng)四驅(qū),不過對(duì)于增程式車型也是適用的,。因?yàn)樵龀唐鞅旧碇皇且粋(gè)汽油發(fā)電機(jī),,并不參與到動(dòng)力傳輸?shù)倪^程,對(duì)于四驅(qū)系統(tǒng)沒有影響,。相較于轎車和城市SUV來說,,越野車領(lǐng)域完全轉(zhuǎn)型純電動(dòng)是一件更困難的事情。在長途越野的過程中,,汽油可以用油桶多帶一點(diǎn)(注意:在公共道路上攜帶桶裝汽油行駛是違法行為,如果需要長途穿越無人區(qū)不得不攜帶汽油,,請(qǐng)選擇堅(jiān)固的防爆汽油桶),。
但是電動(dòng)車在野外是沒地方充電的,因此未來或許插電混動(dòng)和增程式越野車會(huì)存在很長的時(shí)間,,直到電池技術(shù)有巨大突破時(shí)才會(huì)完全轉(zhuǎn)向純電動(dòng),。在此我們也希望各家車企能夠進(jìn)一步發(fā)揮想象力和技術(shù)實(shí)力,研發(fā)出更先進(jìn)的電動(dòng)四驅(qū)系統(tǒng),,同時(shí)開發(fā)出更多像原地掉頭這樣既有意思又有實(shí)用性的越野新功能,。(文/汽車之家 顏歡)
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