神行問答297：

假設四驅電動車前、後電機的轉速一樣，而前、後車輪滾動半徑不一樣（比如前、後胎壓不一樣），這樣前、後車輪的線速度（單位時間滾過的直線距離）會不一樣，那麼通過什麼樣的控制策略可以保證汽車的正常行駛？這種情況我們是否會通過調節前、後電機的轉速來保證前後車輪轉速一緻？

參考答案1：

對于雙電機純電四驅車，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态。

我們暫時隻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。

對于電機來說，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着橢圓，我們暫時這裡不展開講，隻需要知道以下兩點。

1）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：

2）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，導緻前後軸最大允許的縱向力分别變為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。但是此時前軸由于允許的最大縱向力隻有150Nm，如果直接分配175Nm，車輪勢必發生滑轉，前軸将失去側向穩定性，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内，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布來具體分配，不能超過路面附着允許的最大值，避免車輛進入失穩狀态。

3、總結

對于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。

參考答案提供者：廈鎢電機-肖泓揚

參考答案2：

全輪兩電機方案：電動四驅車是扭矩控制，很少或者不用轉速控制。電動四驅汽車的驅動系統及其扭矩分配方法，根據當前的車速和駕駛員需求扭矩查表計算出最佳扭矩分配系數，從而得到最佳目标需求扭矩對前、後驅動系統的扭矩進行合理分配；VCU實時計算并實時優化前、後驅動系統的扭矩分配比例；通過針對不用需求确定的前或後驅動系統最佳扭矩分配系數二維表，能夠實現相應的效果，具體可以是基于整車動力系統效率最優，在确保整車動力系統效率最優的同時滿足總的駕駛員需求扭矩，從而兼顧整車的經濟性和動力性。

整車設計時，要綜合考慮路面附着系數、軸荷、胎壓、懸架等各種參數，避免結構因素的不利影響。

VCU會對前後輪獨立控制，不同工況下均能夠提供充足的扭矩和功率，純粹的前驅模式或後驅模式都有可能出現。線速度不一緻在運行中幾乎不會實現，假設前輪扭矩小，後路扭矩大，此時相當于後驅模式，車輛被推着跑。同理也有可能會出現拉着跑。

參考答案提供者：南京創耀-周榮

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