可以说,四驱系统不亚于发动机、变速箱,是各大汽车品牌的另外一个竞技场。然而电动化的进程却改变了一些事情——四驱结构似乎不必像现在这么复杂。无论是插电式混合动力车型,还是纯电动车型,四驱结构都变得相对简单。这是因为,电动单元的加入,让车辆可以同时拥有两个动力来源。而这两个来源,可以分别被安置在车辆的前后桥,来驱动前后轮。
比如某些插电式混动车型,选择在后桥加装一台电动机来构成四驱结构。而对于特斯拉来说,摆脱了燃油发动机、传统变速箱的束缚,实现四驱模式变得更加简单。所以,在2014年10月,配合驾驶辅助系统,特斯拉推出了全时四驱版的Model S。要知道,对于Model S这样的纯电动汽车,双电机四驱结构的应用,可不仅仅是实现四驱那么简单。
人们听到Model S上又加了一个电机,第一反应是电池的续航水平会不会下降?答案其实是相反的。与传统汽车装配四驱结构导致油耗升高不同,电动汽车实现四驱后,续航反而会提升。根据特斯拉官方的数据,全时四驱版的Model S 85D,能够比两驱版本多出5英里的续航。
原因是,大功率感应电机,虽然在起步时就能爆发最大扭矩,但当达到较高转速时,扭矩就会大幅降低。这就是为什么Model S与超级跑车对飙时,前半段遥遥领先,后半段逐渐被赶超的原因。相反,燃油发动机一般在高转速下爆发出最大扭矩。这个时候,高转速下的电机不但扭矩下降,而且功率、效率降低。

但如果采用主电机+辅助电机的组合,效果就会有所好转。其中辅助电机被设计为拥有较为平缓的扭矩曲线,虽然峰值很低,但不会因为转速的增加而出现剧烈的变化。这样,在主电机达到高转速出现扭矩下降时,辅助电机就可以补充一部分扭矩,使车辆后半段的加速也保持有力的状态。
说完这些,我们还是没有解答为何续航会增加的疑问。不要急。前面说到,辅助电机的介入,让四驱结构整体的扭矩增加了。但同时,输出功率也增加了。这台辅助电机的设计初衷,不仅要拥有平缓的扭矩曲线,还要拥有一个在电动机转速区间内,缓慢上扬的功率曲线,要达到在主电机的功率出现下降时,辅助电机的功率依然在随着转速增加。
这样一来,双电机组合下的功率曲线,相比主电机的曲线,就能够做到在更高的转速下才有所下滑。如果采取单个电机驱动,那么这个电机一定是一个大功率电机,它的功率比上述的主电机、辅助电机分别都要大很多,最大输出功率相当与后两者之和。这时,与双电机组合曲线相比,单个大功率电机在某个高转速点就会出现功率下降,而双电机组合曲线则可以“坚挺”到更高的转速。
那么用一句话概括,就是两个电机配合,可以优化功率输出,相互配合提高能量的利用效率。其实,要想优化电机的输出功率,有一个办法可以解决,就是为电动车装上拥有多个档位的变速箱。不过,这样一来电动汽车动力总成的结构就会变得更加复杂,同时动力输出到轮端的流畅度、驾驶感受也会大打折扣。双电机结构不仅优化了电机效率,还实现了四驱,是最完美的方案。

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