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电动汽车双电机驱动的技术趋势
电动汽车双电机驱动的技术趋势
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1 双电机驱动概述
纯电动汽车的动⼒系统如果由⼀台电机加上⼀台⾃动变速箱构成，就能优化电动汽车多⼯况下的机动性能。然⽽，由于技术限制，⽬前缺乏能够匹配⼤转矩、⾼转速驱动电机特性的⾃动变速箱。叠加成本的考虑，现在的纯电动汽车⼤多使⽤的是驱动电机配套固定传动⽐的变速器作为动⼒装置。固定传动⽐的变速器⽆法让电机的⾼效运⾏区间兼顾低速和⾼速⼯况，在⾼速运⾏时，电机效率⼤幅度下降，车辆续航⾥程变短。
单电机系统的电动汽车，⼀般要求电机的总功率略⼩于电池化学反应产⽣的输出功率。在电池容量不变的条件下，如果想提⾼动⼒性能，可以把电机峰值功率做的⽐电池略⼤，这样在加速和减速过程中，电池的能⼒将完全发挥。但这样做带来⼀个副作⽤，就是在正常⼯况下，电机的功率富裕了很多，出现⼤马拉⼩车的现象，电机效率下降，续航⾥程也就下降。这是单电机系统的死结，加速强则续航短，续航长则加速弱。
在电池技术没有⼤的进展的情况下，提⾼电能使⽤效率是提⾼续航的关键。为解决上述问题，出现了双电机驱动系统。双电机动⼒系统在⼀台汽车中使两台电机，通过运动合成器将两者有机结合。双电机可以灵活调整⼯作状态，两台电机根据各⾃的特性，在不同⼯况下发挥各⾃的优势，优化驱动效率。例如原本使⽤100KW⼤电机的动⼒系统可以⽤两台30KW左右的电机代替，⼀台电机主要承担低速⾏驶⼯况，另⼀台电机承担⾼速⾏驶⼯况，在⼀定速度时两个电机同时⼯作。两台电机协同使得电动汽车在整个运⾏过程中都能够运⾏在最佳效率区间，对传动系统的要求也⼤⼤降低。
双电机驱动系统改善了汽车的机动性能，在不增加电池容量的情况下提⾼了续驶⾥程，同时采⽤双电机系统的造价⽐采⽤⾃动变速箱的造价要低得多。2014年10⽉，特斯拉推出了全新的双电机全轮驱动D系列车型，包括60D、85D、P85D等。所谓双电机全轮驱动，就是在后轮驱动的基础上，在前轴加装⼀台电机，这样前后轴都有动⼒源了。双电机驱动车型带来了炫⽬效果，最重要的是两点：
加速时间变短：以P85D为例，百公⾥加速达到3.2s，⽽单电机的P85，需要4s。
续航⾥程变长：85D⽐85S多出了30英⾥的续航：从265英⾥升到了295英⾥。
此外双电机还带来了操纵感更好，减轻车⾝重量、提⾼爬坡能⼒等优点。特斯拉的Model 3、 Model S、 Model X等车型均提供了双电机驱动版本。
⽬前市场上新能源车采⽤的双电机驱动技术主要有三种⽅式：
第⼀种是采⽤两个同样⼤⼩功率的电机，⼀个电机负责前驱驱动，⼀个负责后驱驱动，⽬的是增加扭矩和功率，实现“1+1=2”的效果。蔚来汽车的ES8车型采⽤这种双电机驱动的⽅式。
第⼆种是采⽤动⼒分流的⽅式，⼀个电机主要负责驱动，⼀个电机主要负责发电。该双电机驱动可以重复利⽤⾼效⼯作区，达到能量回收的效果。丰⽥汽车的混合动⼒车型采⽤这种双电机驱动技术。
第三种则是采⽤两个功率不⼀样的电机同时控制，⼀个负责控制⾼速区，⼀个负责控制低速区。这样的⽅式有利于两个电机都保持在⾼效的⼯作区间，全⽅位提⾼整车的效率，也是⽬前较多车企采⽤的双电机驱动布局⽅式。
总之，双电机驱动技术可以灵活调整车辆的⼯作状态，还可以提⾼整车的⼯作效率、提⾼加速性能、提⾼续航⾥程、减⼩体积、减轻重量、实现动⼒安全冗余等，有望成为未来新能源汽车主流驱动技术。
2 双电机驱动的优点
双电机相对于单电机加单减速器的⽅案在提⾼驱动效率⽅⾯是有相当优势的，原因有四。
第⼀，单电机在低速、⾼速轻载等情况下，效率降低⽐较严重。
电动机的⾼效率区间虽然⽐内燃机⼤的多，但是汽车的转速和转矩要求太宽了：强⼤的加速性能和爬坡能⼒需要⼤的扭矩，⽽速度从0到上百KM/H则对转速范围有⾮常⾼的要求，虽然在⼤部分中⾼速⼯况下，电动机的效率都能做得很⾼，但是在低速重载、低速轻载、⾼速轻载等情况下，电动机的效率会⽐⾼效率的区间下降20～30%. 采⽤双电机⽅案可以通过不同的搭配，让系统级别的⾼效率区间⼤⼤扩展。
第⼆，双电机可以提⾼制动能量回收的效率。
驱动效率和回收效率其实是⼀回事，当电动机⼯作在电动模式的时候就是驱动效率，⼯作在发电模式的时候就是回收效率，两台电机拥有更多的⾼回收效率区间，可以提⾼制动能量回收的效率。
第三，双电机⽆动⼒中断。
单个电机要想达到更⾼的效率可以通过搭配多档位变速箱实现，但是如果搭配变速箱，就会有换档动⼒中断的问题，⽽使⽤双电机协调控制则不会出现动⼒中断。
第四，单个电机如果要满⾜⾼性能（也就是⾼扭矩）和⾼转速范围，设计制造难度⼤，总重量也⼤。通过把单个电机分解为两个电机，可以让电机的制造难度降低（普通驱动电机即可），总重量也可以降低。实际上，⼀台100kW的电机性能不需要由⼀台60kW的电机和⼀台
40kW的电机加起来提供，⼀般情况下，⼀台40kW左右和⼀台30kW左右的电机的双电机系统就可以提供甚⾄超过⼀台100kW电机的性能，同时总重量⼀般可以降低30%甚⾄更多。