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电动车世界,后驱不香了?|技术流

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文 | 嗷嗷胡

“你要是开一单电机,你都不好意思跟人打招呼。”

要是2030年翻拍新版《大腕》,这句台词兴许能用上。燃油时代的认知中,一直有着根深蒂固的后驱崇拜。即便这些年来汽车动力进步,大马力要求下四驱的比例在提高,然而后驱的江湖地位始终没有被动摇。

四驱之于后驱,更像另一种选择。在传动效率、能效油耗、空间重量等方面,后驱仍能喊一句优势在我。在对性能已风淡云轻的食物链顶端,从S600到幻影参数图片)再到慕尚,都是后驱机止;那些既要又要还要的顶尖超跑,后驱的咖位也总是高那么一点点。

不过纯电时代,情况恐怕要有所变化,后驱越来越像是高端车型入门版本的标签。

蔚来就曾斩钉截铁表示绝不出单电机版本,双电机是高端电动车的“底线”。虽然措辞有些激烈,却并非完全没道理:如果说燃油车后驱与四驱是各有优劣,那么电动车双电机四驱则成了更理想的驱动布局。二者以前各居其位,如今却渐有高下之势。

电机的好,后驱四驱都知道

人们每每谈及纯电的优势,总少不了电机对整车布局的解放。内燃机庞大笨重还带着一堆附件,需要一整个机舱去容纳去布置;机械传动决定了要多一个驱动轴,就必定增加传动轴、半轴等更多的重量和体积,以及更多的传动损耗。

电机的小巧、电传动的灵活,让电动车几乎可以自由选择任何一种驱动布局,对于原本燃油车上需要投入更多成本、牺牲更多实用性的后驱和四驱,是一个实打实的好消息。实际中你也会发现,今天选择一辆后驱电动车的门槛,整体来讲要比后驱燃油车低得多(看看ID.3)。

但如果仅仅是这个原因,无法解释为何今天的高端电动车纷纷选择了双电机四驱——而鲜有全系后驱或大功率后轴单电机。对于高端电动车而言,后驱版本只是为了拉低门槛。后驱变成了低配的代名词,燃油时代的所谓“大后超”不再吃香。

电动机的确带来了灵活的布置优势,但四驱成为高端纯电的主流,不只是因为电机的小巧和灵活。

收益大、代价小的四驱诱惑

燃油车要实现四轮驱动,“用传动轴把轮子连起来”是远远不够的。因为车辆只要需要转向,车轮就必须能分别以不同的转速转动,这就需要在驱动轴的左右轮间加入差速器。而当两个轮轴都成为驱动轴,需要的差速器就从一个变成了三个(前轴轮间、后轴轮间、前后轴间)。

这还仅仅是第一步。普通的开放式差速器,当某个车轮打滑会将大部分动力全传递给打滑车轮,通俗讲就是“哪里转起来容易就去转哪里”。对于四驱车型这是更加难以接受的,你不会希望四个车轮之一碾上泥泞疯狂打滑,其余三个车轮就都不干活儿了。

更何况,四驱的意义不只是“让四个车轮都‘可以’有动力”,更在于“当四个车轮中某些打滑,剩下的车轮能继续干活儿,甚至最好能帮忙顶班”。为了实现这一点,就需要有限滑能力的差速装置,比如限滑差速器和多片离合器。在某车轮失去抓地力时,保证剩余车轮的动力有效释放,甚至是将打滑车轮的动力神奇地转移过去。

日产GT-R,疯狂的前置引擎后置变速箱四驱,两根传动轴

由于中央/前后轴间差速器类型的不同,因为各类型差速机构的物理特性区别,形成了所谓全时四驱和适时四驱两大类型。如果不使用中央差速器而采用可连接、可断开的分动箱,就形成了所谓分时四驱,因为缺乏前后轴间的差速功能,它们仅能在无需考虑差速问题的泥沙雪地进入四轮驱动。

如果这些不太理解其实也无所谓,这里只是想说:机械传动是一件麻烦事,燃油车做四驱很麻烦,要获得优秀的四驱系统更麻烦。

所以对于电动车而言,前后轴电机组成四轮驱动,省掉的不光是一根中央传动轴,还有中央差速器这一对于机械四驱至关重要的核心部件。前后轴动力已经在物理上彻底分离,自然不再需要任何类型的中央差速机构,也不用再考虑该使用何等限滑能力的差速装置。

早年曾有海外媒体对比过Model 3奥迪A5 Quattro的滑轮组脱困能力。虽然必须说明,A5上的那个Quattro完全不是一套为脱困而生的四驱系统,但二者的实际表现还是证明了电机四驱的能力。前后轴动力完全独立,无需任何高性能的中央差速器,轻易就能做到类似甚至更好的四驱限滑效果。(当然还要考虑到电机瞬时高扭矩的优势。)

如果忽略燃油机和电机的输出特性差异,不妨把双电机四驱视为一辆前后各有一台内燃机的燃油车——自然可以轻易实现较出色的四驱能力。

电动车以前后轴双电机组成四驱,不仅仅是取代了燃油车的机械四驱系统,并且是近乎等效于前后各配一台内燃机的“不可能布局”。代价呢?和燃油车相比,一台电机的重量未必超过一整套四驱增重;对供应链和生产线的需求,也远小于燃油车增加四驱车型。

至于成本和续航,别忘了我们眼下讨论的是高端市场的上层结构。因降低性能而增加的续航在这里没多大意义,就像劳斯莱斯不给幻影四驱系统也不是考虑减重省油。

Power Under Control

燃油车时代走到今天,四轮驱动已经有了更加主流的趋势,因为汽车整体的动力水平在提高。涡轮和混动的加持下,今天的高端燃油车可以轻易拥有原先V8、V12引擎才可能提供的强大动力,后驱已经有“顶不住”的迹象。

这样的背景下,高性能的豪华车型更广泛地应用四驱。虽然劳斯莱斯坚持让幻影保持后轮驱动,小一号的古思特却早就是四驱;奔驰S600和S680一直是纯粹的后驱,旗下的S500却标配4MATIC。这些有需要考虑驾驶性能感受的“正常”豪华车,已经很难离开全部四条轮胎的牵引力。

纯电驱动让这一问题雪上加霜,因为工作原理的不同,理论上电机随时可以获得即时的最大扭矩,而不会像内燃机总要等待转速爬高才会抵达峰值。这样的特性给了传统的后驱更大压力,当整车需要更高的动力水平时,将更多的一部分分给前轴、前电机就成了普遍化的选择。

而当前电机需要承担的任务更重,有时甚至需要对悬架结构进行调整。

蔚来在ET7上首次改用了前五连杆悬架,后来的ET5沿用,表明这大概率会成为接下来蔚来的标准配置。和ES8、ES6一直使用的传统双叉臂结构相比,改为前五连杆结构之后的主销偏置距更小、主销内倾角更小,对于大功率前轴动力的适应和控制能力更强了。

注意上叉臂是被拆分成了前后两个连杆,这是ET5

改变的背后是动力系统的变化。ES6、ET7和ET5都采用了前永磁、后异步电机的动力配置,于是日常多会使用能效表现较好的前永磁电机驱动。但从ET7开始,前电机功率由ES6的160kW提高到了180kW,这样的提升刚好迈入了传统前驱车的“禁区”附近。

燃油小钢炮时代的经验告诉我们,当前驱车功率达到200kW左右,就容易出现对于前轴大功率的不适应。蔚来将前悬架结构改为五连杆结构,应该是考虑让前电机功率能更充分满足日常行驶,减少后电机介入的需要。从这一动作可以看出,其拒绝单电机后驱的想法是认真的。

为了环保,多加一台电机

后驱电动车的另一个象征性遗憾在于动能回收。因为车辆在制动时载荷会向前转移,使得前轮的制动压力更大(所以前制动盘往往大于后盘)。于是当使用电机反转回收制动能量,前轮所蕴藏的能量也就显著多于后轮。对于只在后轴配备单电机的车型,回收的能量上限会比前电机动能回收更少。

也是出于这个原因,大众MEB平台可以将后轮制动器改为鼓式,却绝不敢对前轮做什么变化。并且在新的前驱MEB构型中,尽管定价更为低端、廉价,前驱MEB却在后轮换回了盘式刹车,因为后轴不再有电机可以回收动能,也就不再能帮机械刹车分担制动压力。

当然,电动车实际能够回收利用的能量,本身也不算是一个很大的部分,前轴和后轴能量上限的差值就更小。但不一定非要为实际效果斤斤计较,和单电机后驱相比,动能回收放在前轴终究是能更充分的利用能量,预示着有前电机的双电机才是更为全面的布局。

燃油车时代“后驱至上”信仰的根源,是后驱长期以来作为燃油车最为理想的驱动形式。即便这个地位在近年来逐渐被四轮驱动追近,二者也没有到地位互换的地步。但对于电动车,随着动力单元在前后轴间灵活分配(电机),后驱相对于双电机四驱已经不再有除成本以外的明显优势。

当以前后电机四驱为最佳布局的电动时代到来,后驱电动车依然会占据一片市场,但对于后轮驱动的追捧可能将就此远去。

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