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2023-09-04 15:11

四电机,电动时代的新“V8”?

本文来自微信公众号:autocarweekly (ID:autocarweekly),作者:嗷嗷胡,题图来自:视觉中国

文章摘要
电动时代的四电机布局正在改变汽车性能的方向,使得传统的燃油时代的引擎失去了意义。四电机布局可以实现四轮独立驱动,为汽车性能和驾驶乐趣带来了丰富的可能性。

• 四电机布局实现了彻底的四轮独立驱动,为汽车性能提供了更高的总功率上限。

• 四电机布局在越野车中可以实现灵活的四轮独立驱动,增强了脱困能力。

• 四电机布局可以实现更精细化的矢量控制和四轮独立转向系统应用,为未来的新功能提供了基础。

大马力泛滥,功率在贬值,电动机魔术般的动力提升效率,正在让汽车性能失去了方向。


电动化让燃油时代的四缸、六缸、V8、V12失去了意义,电机可以轻易超越布加迪16缸引擎才能实现的惊人功率。纵置后驱也不再是高端护城河,现在电机可以随心所欲驱动任何车轮。


车企们一直在寻找建立性能优势、镌刻运动形象的新壁垒,三电机、四电机的出现和应用,似乎要打破过往一味堆马力的死局。


四电机不只是单纯的电机数量增加,由于四轮各有一台电机,实现了彻底的四轮独立驱动。首个吃螃蟹的是Rivian,早早上演了四电机绝活儿“坦克掉头”。然后是国内,比亚迪的高端希望仰望U8/U9,以及新鲜出炉的极氪001FR。


能做什么?


对于绝大多数车型,即便追求全轮驱动,前后轴各一台电机,双电机也已是绰绰有余。而三电机、四电机,意味着至少某一轴独占了两台电机,这显然是绝对超越了实际上的升级需求。


奥迪e-tron S(现称SQ8 e-tron)是第一款正经量产的三电机电动车,后轴的电驱单元ATA250内含两台同轴布置的138kW电机,彼此独立各自驱动左右后轮。



为打破纽北纪录而生的特斯拉Model S Plaid也引入了第三台电机,将后轴升级为双电机驱动。具体的后轴电机功率没有公开,总功率提高到750kW即1020马力。



奥迪和特斯拉的后轴双电机,都是由单个电机直接独自驱动单侧车轮,即左右完全独立。尽管双电机被整合为一体且共用部分组件(如液冷系统),但驱动是左右彼此独立的。


当这一模式扩展到前轴,便成为了四轮独立的四电机布局,比如Rivian、仰望和极氪。在传统的单轴单电机模式下,单个电机需要驱动左右半轴,因此依旧需要传统的机械差速器来平衡左右两侧转速。


而对于左右双电机独立驱动,乃至四轮四电机独立驱动,左右彻底隔绝也就不再需要机械差速器,本来转向中由差速器自然分配的车轮转速差,现在需要由电机控制系统主动协调分配。


这带来了一些工程标定方面的难度,当然好处也是诱人的。最典型如“坦克掉头”,这一动作由左右两侧车轮反向旋转实现,所以只有单轴双电机且独立驱动两侧车轮才可能做到。


但四电机并不一定意味着四轮独立驱动,四轮驱动是否独立也并不指向“高不高级”。


Lucid Air的后轴双电机就并非独立驱动,而是精心打造了一个小巧的差速器集成于电机转子内部,将双电机动力分配给左右车轮。配合紧凑的同轴布置方式,主要作用是减小了电驱模块的体积。



对于提高运动性能,单个轮轴双电机独立驱动相比于单电机,一方面是减小了整个电驱模块的体积,另一方面让每侧电机可提供的动力输出调整更为灵活、敏捷,即更强大的扭矩矢量控制能力。


失去或者说抛弃了机械差速机构,各车轮动力差完全由电控接管,既带来了寻找最优解的工作量和难度,也同时带来了更大的空间和玩法。兰博基尼就设想将方向盘拨片用于手动调整左右电机扭矩,让电动车拥有全然不同的驾驶乐趣。


越野又是另一种情况,当四轮动力彼此独立,燃油时代的机械差速锁止系统无用了,但同时也失去了机械四驱系统转移扭矩的能力。假如有三个车轮打滑离地,剩下一个车轮的动力上限只剩单个电机的动力。


仰望U8和猛士917在四轮独立四电机之余,又在左右两侧电机之间加入了电控差速锁,在需要时可以将左右两侧车轮强行锁止,理论上在一侧车轮打滑时,可使双电机合力输出到另一侧增强脱困能力。


性能之上,壁垒未满


四电机所提供的四轮独立驱动优势,为运动性能尤其是潜在的驾驶乐趣和提高空间带来了丰富的可能性,更提供了原地掉头、大角度四轮独立转向等对极端场景下的高价值应用。


除了Lucid这样很大程度上只将双电机的优势用于驱动单元紧凑化的案例,眼下大部分三电机、四电机的车型都是将优势用在了性能提高(运动or越野)方面。


性能提高叠加未来可能的更多玩法,四电机似乎非常有潜力成为“电动时代的后驱”“电动时代的V8”,即化身为高端豪华品牌区别于主流平价世界的结构性壁垒。


这里所谓的结构性壁垒,指的是如燃油时代后驱、气缸数这一类,难以通过增配或改装去改变的差异。


燃油时代其实不难找出后驱跑不赢前驱、V8跑不赢直四的案例,可这类结构性的差异附带了理论上的更多可能性:廉价后驱也能让车主畅想劈弯漂移,弱鸡V8也允许车主YY改装大马力。


哪怕90%的用户绝无可能尝试,但就是这种可能性,再加上次生的调性和形象,就足以说服消费者甘愿为这些自己其实永远用不上的差异付出更多溢价,乃至奉为信仰。



四电机可以建立起性能优势:从双电机到四电机,车辆的总功率上限可以更高;对于越野车而言,灵活的四轮独立驱动能整出很多花活儿;在未来,随着四电机矢量控制能力更精细化、四轮独立转向系统应用,四电机会是很多新功能的基础。


不过要更进一步,以四电机的性能优势创造出支撑豪华品牌的基础,至少单靠四电机这一点差异而言,还不具备“结构性壁垒”的特征。



相比燃油时代后驱、V8这类对车辆基础有硬性要求的差异,电动车只要底盘基础支持双电机四驱,大体上就具备应用四电机的条件。Model S Plaid和极氪001FR都是基于现有车型,尽管底盘改动很大,但那并非只为了实现四电机,而是出于整体性能考虑。


如果任何一辆双电机电动车,都可以在不改动整车结构的情况下(不过于追求极致性能就是了),轻易推出一个四电机的版本,那么四电机也就不大可能是新的高端品牌可以依托的溢价壁垒了。


同时,较低价车型也难以使用次一级的四电机配置(而不是双电机/单电机),或者说理由不充分。对于低级别车型的动力需求,眼下四电机除了原地掉头外基本再无其他收益可言,综合一下成本很难成为主流的经济理性选择。


四电机更可能成为的,是类似燃油时代AMG、M Power这类“性能壁垒”,而非BBA区别于丰田大众的“豪华壁垒”——众所周知,“豪华品牌”中的豪华不等同于字面意义的豪华。


豪华品牌要想维持自身“低配高价卖品牌”的高利润模式,新兴品牌要想真正建立起“豪华品牌”(而不是只有堆配置才能卖高价的“实在品牌”),仍需找到能在电动时代成立的新壁垒。


本文来自微信公众号:autocarweekly (ID:autocarweekly),作者:嗷嗷胡

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