纯电动汽车双电机驱动构型大盘点
本文摘要（由AI生成）：
文章主要介绍了双电机驱动方案相对于单电机加主减速器或变速箱方案在提高驱动效率方面的优势，包括扩大高效区、提高制动能量回收效率和无动力中断。此外，文章还介绍了不同厂商的双电机驱动产品，如奥迪、上汽、广汽、采埃孚、奔驰、凯博易控和AxleTech等。
1 单电机方案与双电机方案的对比
对于电动汽车来说，双电机相对于单电机加主减速器或变速箱的方案在提高驱动效率方面的优势：
第一，单电机在低速、高速轻载等情况下，效率降低比较严重。
电动机的高效区间虽然比内燃机大得多，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，而速度从零到上百km/h则对转速范围有非常高的要求。
虽然大部分中高速工况下电动机的效率都能很高，但是在低速重载、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%。
双电机则可以通过不同的搭配，让系统的高效区扩大，提升效率。
第二，双电机可以提高制动能量回收的效率。
在双电机耦合驱动系统中，有四个可能的操作模式：单电机驱动模式、双电机驱动模式、单电机再生制动模式、双电机再生制动模式。
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空间，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（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，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的电机和另一台40kW的电机加起来提供，一般情况下，一台40kW左右和一台30kW左右的电机组成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。
2 乘用车双电机方案
2.1 奥迪e-tron后驱双电机构型
奥迪R8 etron中央双电机构型的结构特点与集中式电机驱动构型相似，两个驱动电机和两个减速器对置布置于车架上，通过较长的半轴与车轮相连，独立驱动两侧车轮。
其簧下质量小，制造技术成熟，应用安装方便，但是传动系统仍需万向节和传动半轴，且占用一定的底盘空间，造成车内设计空间有限，一般多用于高性能汽车或卡车上。
▲Audi etron四种电驱动总成
左右车轮独立驱动的巨大优势在于，轮间的转速差、动力分配可以任意调节，通过扭矩的合理分配，便能够对车辆的转向进行辅助，这比传统车辆上的轮间扭矩分配调整范围要大得多，只要控制程序够完善，那么这辆车的运动特性将远远胜过传统动力的后驱车。
AKA320电驱动装置实现了与车桥同轴的变速器结构型式。
压装在转子轴上的中心齿套与１个阶梯式双行星齿轮啮合，并与１个浮动支承在壳体中的齿环联合使总传动比达到9.08。
2.2 上汽Marvel X双电机动力耦合方案
后轮双电机由85kW的主电机与52kWh的辅助电机组成，辅助电机可以断开，后轮双电机的辅助电机有两个档位，最显著的一个好处时，在高速巡航的时候切入高速档，缓解“电动汽车高速下续航大幅降低”的问题。
Marvel x分体式的后电驱系统包括TM1和TM2电机、两挡变速箱和双IPU，两挡变速箱左右两侧各有一根输入轴，分别与左右两侧的TM1和TM2电机轴花键连接。
双电机驱动，采用齿轮传动机械耦合。基本原则是，在某一车速下，即确定两台电机的转速后，在更宽的转矩范围内进行适配。
依据效率优先的原则，选择两台电机的输出扭矩，或确定某台电机的单独工作（如上汽的产品，其中一台电机是有离合器的），当然也可以基于两档减速器来配合。
这种做法，比前后电机配置的四驱更具有灵活性。而且进行双电机耦合的结构，物料成本上，较前后驱，是有所节省的。最后，上汽选择的两台电机功率，并不是重新开发的，而是基于其之前项目沿用下来的两台电机进行的组合。这样平台化的选型，成本上能进一步降低。
但是，本来单电机就能解决的问题，现在却需要增加1个离合器、1个二档变速箱等等。开发风险大为增加，这绝不在造车新势力的考虑范围之内。 如果对特斯拉比较了解的人应该知道，特斯拉最早是考虑过二档变速箱方案的，集成难度所增加的风险，差点害死了特斯拉。
其次，辅助电机的脱开、接合，二档变速箱的换档，会带来平顺性、可靠性等问题，非常考验标定的技术。上汽在荣威550plug-in项目上，花了一两年时间才标定顺畅，积累了丰富的经验。现在再应用到Marvel X上，自然是驾轻就熟。同样的，造车新势力不会采取这种技术方案，风险太大了。
2.3 巨一双电机多挡动力总成
单电机单挡方案，无离合器，没有换挡冲击，不存在动力中断；单电机两挡能够满足加速时间要求，满足最高车速要求，使电机工作在高效区。
双电机方案结构复杂化固然会导致其成本增加，但站在产品整个寿命周期，双电机多挡方案更具经济优势。
应用于BEV的双电机无动力中断动力总成系统，包括双电机多挡驱动系统的结构及如何消除换挡动力中断、降低换挡冲击、优化电机工作区域等。
2.4 hofer后驱双电机构型
▲中央集成双电机独立驱动电驱动总成
此双电机电驱系统，是一款为分布驱动而开发的高集成度电驱系统，集成了两个轴向磁通电机、两个减速器以及一个双电机控制器、电子差速器等。
得益于高集成度，相比上一代双电机产品，电驱总成尺寸、重量明显下降，总成功率密度得以大幅度提升。
通过两代产品对比，我们发现两代产品净重量相差32kg，峰值功率相差163kW，从配置来看，推测主要是新一代双电机产品采用了轴向磁通驱动电机原因。
通过现场咨询，并在盘毂动力官网查询得到证实，2020年12月15日，上海汽车变速器有限公司与上海盘毂动力科技股份有限公司在上海嘉定签署深度战略合作协议，双方在技术研发、产品制造、市场开拓等方面开展合作，轻量化的三合一电驱系统也将成为深度合作的重点内容，中央集成双电机独立驱动的电驱产品就是在这一框架下诞生的。
2.6 AVL双电机电驱产品
驱动电机采用同轴布置，强制油冷润滑，左/右减速机构采用相似、平台化产品，轮端输出扭矩约5000N.m。
2.7 广汽双电机产品
广汽新能源在2020年北京车展发布两挡双电机“四合一”集成电驱，使用的是Nidec的驱动总成，总重158kg，峰值功率340kW，最大扭矩6100Nm。
尺寸（mm）：L618*W510*H360 重量（kg）：≤158
整机功率密度：2.15
峰值功率kW：340
峰值扭矩Nm：6100
速比：12.5/8.9
电机最高转速rpm：12000
双电机独立控制：是
换挡模式：2档
冷却方式：水冷
密封等级：IP67
2.8 Daimler Benz
3 商用车双电机方案
电驱动桥可分为集中式电驱动桥和分布式电驱动桥。
分布式电驱动桥集成度高、结构简单、质量轻，但也存在着差速控制困难、簧下质量大等问题。
集中式电驱动桥则具有成本低、对整车设计冲击较小、开发难度低的优点。
目前，分布式电驱动桥技术尚不成熟，因此，在较长一段时间内，集中式电驱动桥依然会是电驱动桥的主流。
电机与减速器高度集成，释放下底板空间，取消传动轴，有利于整车布置。缩短了传动链长度，取消了传统差速器，传动效率得以提高。电子差速的技术门槛高，匹配不好会出现轮胎过度磨损的问题。一般适合于爬坡要求不高、车速较高的公交、牵引车，或者车速要求不高、爬坡要求较高的重卡。
重卡载荷变化大，由单电机高效，向追求运行综合高效
3.1 采埃孚双电机轮边驱动客车桥
轮边电机构型是从集中式到轮毂式构型之间的过渡构型，通常轮边电机与固定速比减速器一起安装在车架上，减速器输出轴直接或通过短半轴与车轮相连来驱动车轮。
轮边电机构型优势在于舍弃了传统的主减速器和差速器，不再经由长半轴部件传动，简化了机械传动结构，降低了车载自重。
同时，减速器采用斜齿齿轮，相比主减常用的双曲面齿轮，传递效率提高，制动回收能力提高，传动平稳，冲击、振动和噪声较小。
3.2 奔驰双电机轮边驱动卡车桥
3.3 越博动力双电机集成4挡箱电驱桥
额定功率：70kW/70kw
峰值功率：140kW/140kw
额定扭矩：180Nm/180Nm
峰值扭矩：420Nm/420Nm
电压平台：540V
峰值转速：11000rpm
变速箱挡位速比参数：
■ 二挡：30.3
■ 三挡：12.95
■ 四挡：9.7
系统最大输出扭矩：31600Nm
最高输出转速：600rpm
适配车型：8-12m公交或16-21t物流平台车型
3.4 绿控双电机集成2挡箱电驱桥
绿控采用相同电机不同变速箱速比的组合方式：
主变速箱速比：39.26/18.08
副箱速比：32.11/14.75
匹配车型：12m公交\18T洒水车
3.5 凯博易控双电机驱动系统
3.6 AxleTech双电机驱动桥
3.7 特斯拉
特斯拉semi电动卡车后桥电机也采用了类似的布置方式，两个电机一前一后都安装到桥壳上，分别驱动左右半轴。整车采用双后桥结构，每套驱动轮适配1组轮边电机以及1套减速器为车辆提供驱动力。
3.8 WrightSpeed
4 总结
对于扭矩需求范围广、路况复杂的重载车辆来说，最高车速和最大车轮扭矩往往不可兼得，如果强行选择单电机单挡方案，整个电驱动系统的重量/体积/成本都会变得无法承受，而双电机多挡方案无疑具有较强的市场竞争力。
当然，并不是双电机什么都好，虽然双电机效率方面有大的提升，性能方面也有保证，但是双电机相对于单电机结构更加复杂，需要更加复杂的动力耦合装置和更加复杂的控制算法。
目前，双电机整体电驱桥配多挡箱方案正被应用于大吨位重卡车型上，以及盘式电机在客车上逐渐步入产业化阶段，双电机构型展现出优于单电机配多挡箱的传统直驱方案的动力性和经济性表现，具有广阔的市场前景。
声明：来源于驱动视界
