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電動車世界,後驅不香了?|技術流

文 | 嗷嗷胡

“你要是開一單電機,你都不好意思跟人打招呼。”

要是2030年翻拍新版《大腕》,這句台詞興許能用上。燃油時代的認知中,一直有着根深蒂固的後驅崇拜。即便這些年來汽車動力進步,大馬力要求下四驅的比例在提高,然而後驅的江湖地位始終沒有被動搖。

四驅之于後驅,更像另一種選擇。在傳動效率、能效油耗、空間重量等方面,後驅仍能喊一句優勢在我。在對性能已風淡雲輕的食物鍊頂端,從S600到幻影再到慕尚,都是後驅即止;那些既要又要還要的頂尖超跑,後驅的咖位也總是高那麼一點點。

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不過純電時代,情況恐怕要有所變化,後驅越來越像是高端車型入門版本的标簽。

蔚來就曾斬釘截鐵表示絕不出單電機版本,雙電機是高端電動車的“底線”。雖然措辭有些激烈,卻并非完全沒道理:如果說燃油車後驅與四驅是各有優劣,那麼電動車雙電機四驅則成了更理想的驅動布局。二者以前各居其位,如今卻漸有高下之勢。

電機的好,後驅四驅都知道

人們每每談及純電的優勢,總少不了電機對整車布局的解放。内燃機龐大笨重還帶着一堆附件,需要一整個機艙去容納去布置;機械傳動決定了要多一個驅動軸,就必定增加傳動軸、半軸等更多的重量和體積,以及更多的傳動損耗。

電機的小巧、電傳動的靈活,讓電動車幾乎可以自由選擇任何一種驅動布局,對于原本燃油車上需要投入更多成本、犧牲更多實用性的後驅和四驅,是一個實打實的好消息。實際中你也會發現,今天選擇一輛後驅電動車的門檻,整體來講要比後驅燃油車低得多(看看ID.3)。

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但如果僅僅是這個原因,無法解釋為何今天的高端電動車紛紛選擇了雙電機四驅——而鮮有全系後驅或大功率後軸單電機。對于高端電動車而言,後驅版本隻是為了拉低門檻。後驅變成了低配的代名詞,燃油時代的所謂“大後超”不再吃香。

電動機的确帶來了靈活的布置優勢,但四驅成為高端純電的主流,不隻是因為電機的小巧和靈活。

收益大、代價小的四驅誘惑

燃油車要實作四輪驅動,“用傳動軸把輪子連起來”是遠遠不夠的。因為車輛隻要需要轉向,車輪就必須能分别以不同的轉速轉動,這就需要在驅動軸的左右輪間加入差速器。而當兩個輪軸都成為驅動軸,需要的差速器就從一個變成了三個(前軸輪間、後軸輪間、前後軸間)。

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這還僅僅是第一步。普通的開放式差速器,當某個車輪打滑會将大部分動力全傳遞給打滑車輪,通俗講就是“哪裡轉起來容易就去轉哪裡”。對于四驅車型這是更加難以接受的,你不會希望四個車輪之一碾上泥濘瘋狂打滑,其餘三個車輪就都不幹活兒了。

更何況,四驅的意義不隻是“讓四個車輪都‘可以’有動力”,更在于“當四個車輪中某些打滑,剩下的車輪能繼續幹活兒,甚至最好能幫忙頂班”。為了實作這一點,就需要有限滑能力的差速裝置,比如限滑差速器和多片離合器。在某車輪失去抓地力時,保證剩餘車輪的動力有效釋放,甚至是将打滑車輪的動力神奇地轉移過去。

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日産GT-R,瘋狂的前置引擎後置變速箱四驅,兩根傳動軸

由于中央/前後軸間差速器類型的不同,因為各類型差速機構的實體特性差別,形成了所謂全時四驅和适時四驅兩大類型。如果不使用中央差速器而采用可連接配接、可斷開的分動箱,就形成了所謂分時四驅,因為缺乏前後軸間的差速功能,它們僅能在無需考慮差速問題的泥沙雪地進入四輪驅動。

如果這些不太了解其實也無所謂,這裡隻是想說:機械傳動是一件麻煩事,燃油車做四驅很麻煩,要獲得優秀的四驅系統更麻煩。

是以對于電動車而言,前後軸電機組成四輪驅動,省掉的不光是一根中央傳動軸,還有中央差速器這一對于機械四驅至關重要的核心部件。前後軸動力已經在實體上徹底分離,自然不再需要任何類型的中央差速機構,也不用再考慮該使用何等限滑能力的差速裝置。

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早年曾有海外媒體對比過Model 3和奧迪A5 Quattro的滑輪組脫困能力。雖然必須說明,A5上的那個Quattro完全不是一套為脫困而生的四驅系統,但二者的實際表現還是證明了電機四驅的能力。前後軸動力完全獨立,無需任何高性能的中央差速器,輕易就能做到類似甚至更好的四驅限滑效果。(當然還要考慮到電機瞬時高扭矩的優勢。)

如果忽略燃油機和電機的輸出特性差異,不妨把雙電機四驅視為一輛前後各有一台内燃機的燃油車——自然可以輕易實作較出色的四驅能力。

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電動車以前後軸雙電機組成四驅,不僅僅是取代了燃油車的機械四驅系統,并且是近乎等效于前後各配一台内燃機的“不可能布局”。代價呢?和燃油車相比,一台電機的重量未必超過一整套四驅增重;對供應鍊和生産線的需求,也遠小于燃油車增加四驅車型。

至于成本和續航,别忘了我們眼下讨論的是高端市場的上層結構。因降低性能而增加的續航在這裡沒多大意義,就像勞斯萊斯不給幻影四驅系統也不是考慮減重省油。

Power Under Control

燃油車時代走到今天,四輪驅動已經有了更加主流的趨勢,因為汽車整體的動力水準在提高。渦輪和混動的加持下,今天的高端燃油車可以輕易擁有原先V8、V12引擎才可能提供的強大動力,後驅已經有“頂不住”的迹象。

這樣的背景下,高性能的豪華車型更廣泛地應用四驅。雖然勞斯萊斯堅持讓幻影保持後輪驅動,小一号的古思特卻早就是四驅;奔馳S600和S680一直是純粹的後驅,其下的S500卻标配4MATIC。這些有需要考慮駕駛性能感受的“正常”豪華車,已經很難離開全部四條輪胎的牽引力。

純電驅動讓這一問題雪上加霜,因為工作原理的不同,理論上電機随時可以獲得即時的最大扭矩,而不會像内燃機總要等待轉速爬高才會抵達峰值。這樣的特性給了傳統的後驅更大壓力,當整車需要更高的動力水準時,将更多的一部分分給前軸、前電機就成了普遍化的選擇。

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而目前電機需要承擔的任務更重,有時甚至需要對懸架結構進行調整。

蔚來在ET7上首次改用了前五連杆懸架,後來的ET5沿用,表明這大機率會成為接下來蔚來的标準配置。和ES8、ES6一直使用的傳統雙叉臂結構相比,改為前五連杆結構之後的主銷偏置距更小、主銷内傾角更小,對于大功率前軸動力的适應和控制能力更強了。

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注意上叉臂是被拆分成了前後兩個連杆,這是ET5

改變的背後是動力系統的變化。ES6、ET7和ET5都采用了前永磁、後異步電機的動力配置,于是日常多會使用能效表現較好的前永磁電機驅動。但從ET7開始,前電機功率由ES6的160kW提高到了180kW,這樣的提升剛好邁入了傳統前驅車的“禁區”附近。

燃油小鋼炮時代的經驗告訴我們,目前驅車功率達到200kW左右,就容易出現對于前軸大功率的不适應。蔚來将前懸架結構改為五連杆結構,應該是考慮讓前電機功率能更充分滿足日常行駛,減少後電機介入的需要。從這一動作可以看出,其拒絕單電機後驅的想法是認真的。

為了環保,多加一台電機

後驅電動車的另一個象征性遺憾在于動能回收。因為車輛在制動時載荷會向前轉移,使得前輪的制動壓力更大(是以前制動盤往往大于後盤)。于是當使用電機反轉回收制動能量,前輪所蘊藏的能量也就顯著多于後輪。對于隻在後軸配備單電機的車型,回收的能量上限會比前電機動能回收更少。

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也是出于這個原因,大衆MEB平台可以将後輪制動器改為鼓式,卻絕不敢對前輪做什麼變化。并且在新的前驅MEB構型中,盡管定價更為低端、廉價,前驅MEB卻在後輪換回了盤式刹車,因為後軸不再有電機可以回收動能,也就不再能幫機械刹車分擔制動壓力。

當然,電動車實際能夠回收利用的能量,本身也不算是一個很大的部分,前軸和後軸能量上限的內插補點就更小。但不一定非要為實際效果斤斤計較,和單電機後驅相比,動能回收放在前軸終究是能更充分的利用能量,預示着有前電機的雙電機才是更為全面的布局。

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燃油車時代“後驅至上”信仰的根源,是後驅長期以來作為燃油車最為理想的驅動形式。即便這個地位在近年來逐漸被四輪驅動追近,二者也沒有到地位互換的地步。但對于電動車,随着動力單元在前後軸間靈活配置設定(電機),後驅相對于雙電機四驅已經不再有除成本以外的明顯優勢。

當以前後電機四驅為最佳布局的電動時代到來,後驅電動車依然會占據一片市場,但對于後輪驅動的追捧可能将就此遠去。

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