聽到四驅車這個詞語，我們很容易就會想到動力性猛，通過性好，油耗高等等性能，覺得四驅車是正宗越野車的標配。今天我們就以

雙電機四驅構型及特點

雙電機純電四驅車總體佈置一般都是前後軸各一個電機，在通過主減速器、差速器把電機扭矩傳遞至輪端。其基本車輛構型如下圖所示。

雙電機四驅的代表車型就是特斯拉Model S，如下圖。Model S的Performance高性能全輪驅動版前電機最大功率202kw，後電機最大功率375kw， 0-100km/h加速時間約2.6秒，其動力系統極其強勁。

雙電機四驅車的主要特點有：

1、雙電機可以一起驅動，動力性強；

2、前後軸均可以獨立驅動，通過性好；

3、前後軸可以進行獨立的扭矩分配，驅動或制動時可以選擇兩個電機效率較高的工作點，降低整車電耗；

4、前後軸可以進行獨立的扭矩分配，這樣可以基於軸荷分佈來合理分配軸間的驅動力或制動力，充分利用車輛的附著極限，提高車輛穩定性、安全性。

前兩個特點傳統燃油四驅車也具備，但後兩個特點是雙電機四驅特有的。因為傳統四驅車是靠中央分動器按固定比例進行扭矩分配，而雙電機四驅車可以通過獨立控制前後電機的驅動扭矩，可以實現任何比例的分配。

從上面可以看出，對於雙電機四驅車的核心在於軸間的扭矩分配，所以下面我們重點談一談軸間扭矩分配的問題。

其實對於某一軸的左右車輪扭矩分配也會影響車輛的穩定性，由於雙電機四驅車輛做不到左右扭矩分配，所以這裡我們暫且不談。

軸間扭矩分配

對於雙電機純電四驅車，基本的扭矩分配策略就是在保證車輛穩定性的基礎上實現系統效率的最大化。一方面，要實現雙電機綜合效率的最大化，經濟性要好；另一方面，合理分配前後軸扭矩，避免驅動打滑或者制動抱死等失穩狀態。

我們暫時只考慮直線行駛工況的前後軸扭矩分配。

1、效率最優分配原則

效率最優包括電機效率、傳動效率等，最主要的因素是電機效率。

對於電機來說，其效率MAP一般如下圖。在中間轉速、中間扭矩位置的電機工作點效率較好，所以電機效率分配主要的思路就是把電機的工作點向效率較高的地方轉移。

下面舉三個典型的例子進行具體說明（假設前後電機一樣）。

1、當車速較低時（電機轉速2000rpm），駕駛員請求的總需求扭矩較小（折算到電機端50Nm），這時最好的分配方式大概是單獨讓一個電機驅動，工作在下圖中的綠點（2000rpm，50Nm）。如果讓兩個電機平均分配扭矩，一起工作在如下圖中的紅點（2000rpm，25Nm），綜合效率會更低。

這裡暫時忽略了電機空轉功率損耗。

2、當車速較低時（電機轉速2000rpm），駕駛員請求的總需求扭矩較大（折算到電機端200Nm），這時最好的分配方式大概是兩個電機平均分配扭矩，一起工作在如下圖中的綠點（2000rpm，100Nm）。如果單獨讓一個電機驅動，工作在下圖中的紅點（2000rpm，200Nm），綜合效率會更低。

3、當車速較高時（電機轉速8000rpm），駕駛員請求的總需求扭矩較大（折算到電機端100Nm），這時最好的分配方式大概是兩個電機平均分配扭矩，一起工作在如下圖中的綠點（8000rpm，50Nm）。如果單獨讓一個電機驅動，工作在下圖中的紅點（8000rpm，100Nm），綜合效率會更低。

通過以上的3個實例，我們應該大概知道了效率最優大概是要幹什麼，即在某一固定轉速下，根據需求的大小，來判斷是單電機驅動效率更高，還是雙電機驅動效率更高，如果是雙電機驅動，扭矩分配比例具體是多少（這個根據前後電機效率MAP及傳動比計算）。

2、穩定性分配原則

車輛穩定問題涉及到附著橢圓，我們暫時這裡不展開講，只需要知道以下兩點。

車輛在水平路面上加速時，車輛載荷會向後軸轉移；減速時，車輛載荷會向前軸轉移。前後軸垂向載荷公式為：

前軸或後軸上的垂直載荷越大，所能允許的驅動力或制動力越大，否則就會發生車輪滑轉或者打滑，車輛會有失穩風險。前後軸縱向力公式為：

這裡我們還是舉一個例子具體說明。

假如車輛在水平的路面上勻速行駛，車輛載荷平均分配，允許的最大縱向力為400Nm，前後軸各200Nm。突然，駕駛員一腳油門，車輛需求電機總扭矩變為350Nm，車輛加速度也急劇增加，載荷向後軸轉移，導致前後軸最大允許的縱向力分別變為150Nm和250Nm。此時需求扭矩應該怎麼分配？

若按照勻速下的軸荷比例平均分配，則前軸、後軸扭矩都為175Nm。但是此時前軸由於允許的最大縱向力只有150Nm，如果直接分配175Nm，車輪勢必發生滑轉，前軸將失去側向穩定性，顯然這是不行的。

此時一般應按照軸荷比例來分配扭矩。此時前後軸軸荷比例為3:5，所以前後軸分配扭矩為：

Fx1=350*3/8=131.25Nm

Fx2=350*5/8=218.75Nm

前後軸扭矩都在允許的扭矩範圍內，不會發生滑轉，車輛穩定。

穩定性分配原則就是，前後軸扭矩需要根據實時的軸荷分佈來具體分配，不能超過路面附著允許的最大值，避免車輛進入失穩狀態。

總結

對於雙電機純電四驅車的扭矩分配，工程上以穩定性分配原則為邊界條件，效率最優分配原則為具體控制條件，保證車輛在穩定的前提下實現最好的經濟性。

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