四轮独立驱动电动汽车结构设计

1、电动汽车结构与原理是什么

电动汽车结构：汽车主要由发动机，底盘，车身，电气设备四大部分组成。原理是划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。

首先，电动汽车的能量主要是通过柔性的电线，而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的，因此，电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。

其次，电动汽车驱动系统的布置不同，如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等，会使系统结构区别很大;采用不同类型的电动机，如直流电动机和交流电动机，会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状;不同类型的储能装置，如蓄电池，也会影响电动汽车的重量、尺寸及形状。

电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统，其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同，不过有些部件根据所选的驱动方式不同，已被简化或省去了。所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征，也是纯电动汽车的核心，它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合，这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。

电动机与驱动控制器所组成的驱动系统是电动汽车中最为关键的部件，电动汽车的运行性能主要取决于驱动系统的类型和性能，它直接影响着车辆的各项性能指标，如车辆在各工况下的行驶速度、加速与爬坡性能以及能源转换效率。（图/文/摄： 曾彩红） 问界M5 传祺GS8 AION V 玛奇朵DHT PHEV 拿铁DHT 高合HiPhi X @2019

2、请问，利用轮毂电机作为驱动的电动汽车是如何实现转向的？

兄弟, 很羡慕你能做这个方向! 如果解决这个问题, 那电动汽车就成功一大半了.
除了考虑,驱动力的因素外, 转向角度的控制要点在轮速差, 你可以考虑做一个模型, 来实现四轮联动控制,注意设计好边界条件(驱动力, 转速和转向角度) - 这块儿 没有现成的数据给你参考, 需要你通过模拟试验来完成.
从我接触的知识面来说, 四轮独立控制难度不大, 关键在联动方程的设置, 也就控制器的算法问题.
希望这些能对你有所帮助, 祝早日完成答辩,最好实现产业化.
最近关于轮毂电机电动车很火爆, 貌似奇瑞出了款,可以借鉴下, 不过好像没发布转向参数. 另外, 之前在展会上见过博士的驱动电机,貌似很牛.
若有兴趣, 可以发email: [email protected]

3、纯电动汽车动力布置有哪些形式？

电动汽车的结构布置各式各样，比较灵活，概括起来分为纯电动汽车电动机中央驱动和电动轮驱动两种形式。电动机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案，将内燃机换成电动机及其相关器件，用一台电动机驱动左右两侧的车轮。

电动轮驱动形式的机械传动装置的体积与质量较电动机中央驱动形式的大大减小，效率显著提高，代价是增加了控制系统的复杂程度与成本。

纯电动汽车采用电动机中央驱动形式，直接借用了内燃机汽车的驱动方案，由发动机前置前驱发展而来，由电动机、离合器、变速箱和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机，通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断，变速箱提供不同的传动比以变更转速—功率曲线匹配的需要，差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。

纯电动汽车采用双电动机电动轮驱动方式，机械差速器被两个牵引电动机所代替，两个电动机分别驱动各自车轮，转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶，省掉了机械变速器。

纯电动汽车所独有的以蓄电池作能量源的一种结构，蓄电池可以布置在上的四周，也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。所选用的蓄电池应该能提供足够高的比能量和比功率，并且在车辆制动时能回收再生制动能量。具有高比能量和高比功率的动力电池对纯电动汽车的加速性和爬坡能力。

为了解决一种蓄电池不能同时满足对比能量和比功率的要求这个问题，可以在纯电动汽车同时采用两种不同的蓄电池，其中一种能提供高比能量，另外一种提供高比功率。两种电池作混合能量源的基本结构，这两种结构不仅分开了对比能量和比功率的要求，而且在汽车下坡或制动时可利用蓄电池回收能量。

燃料电池所需的氢气不仅能以压缩氢气、液态氢或金属氢化物的形式储存，还可以由常温的液态燃料如甲醇或汽油随车产生。一个带小型重整器的纯电动汽车的结构，燃料电池所需的氢气由重整随车产生。

4、如果一辆车的四个轮子分别由四个电动机驱动，那是不是就不需要差速锁了？

在新能源车兴起，特别是纯电动车开始普及之后，四驱系统不再只是原来的分动箱、传动轴这样的机械结构。电动四驱凭借着易于布局的特点向人们展示着它的性能，那么这种电动四驱究竟是一种什么样的技术呢？

传统四驱系统会由多个零部件组成，分动箱、传动轴，有的时候还会涉及到差速锁。但是在电动四驱系统，特别是纯电动车上，这些都可以不要。因为传统的燃油车型只有发动机一个动力源，所以需要通过分动箱和传动轴将动力分配出去。而在电动四驱里，一个驱动电机就是一个动力源，因此我们可以看到这种四驱系统都会说明自己具备几台驱动电机。

特斯拉Model S的四驱形式（P100D版本）

以特斯拉Model S为例，上图中红色的部分就是它的两个驱动电机。这两部驱动电机分别驱动前轮和后轮，通过ECU来决定前后电机的动力释放。所以，相比于传统四驱系统更加依靠硬件的情况，电动四驱更依赖于软件的控制。再加上电动车的底盘布置更为自由，所以这种电动四驱从结构上来说要比传统四驱更加简单。

保时捷918 Spyder的前后电机对于带有发动机的插电式混动车来说，四驱系统的机械结构也并不复杂。像上面这个保时捷918 Spyder，除了一部中后置的发动机为后轮提供驱动力之外，我们还能看到前后各有一个红色的驱动电机。根据保时捷918 Spyder的工程师的设计，当车速达到265km/之后，前轴驱动电机将会达到最高转速，此时系统会将前轴的动力解除耦合。于是，此时的918 Spyder就成了一部后驱车。

传统四驱结构

虽然在机械结构方面简单了很多，零部件也少了很多，但是这并不代表电动四驱就可以高枕无忧的存在。首先就是电控部分的可靠程度，在极寒或者极热的情况下，电气系统是否还能够保证稳定与可靠，这都是它和机械结构的传统四驱系统相比最大的劣势。

特斯拉Model X P100D

另外，目前我们还没真正见到过采用电动四驱的纯电动车去进行高强度越野，同样也是因为在恶劣环境下电气系统的可靠性。当然，这也和电动机瞬间最大扭矩的输出特性有着很大的关系。

宝马 X5 xDrive45e iPerformance

这种形式通常会在插电式混合动力车上出现，例如宝马的X5插电混动版，电机设置在发动机和变速箱中间，这时它的四驱系统就和传统的四驱系统没有太大的差别，仍然需要通过传动轴来实现四轮驱动。

特斯拉Model S

就像文章开始说的特斯拉一样，这是目前中高级纯电动车比较常见的一种驱动形式。在特斯拉Model S上，如果是高性能版本P100D的话，那么后轮的驱动电机就会是高性能电机。

轮毂电机

这两者可以说是大同小异，相同之处在于它们都是每个车轮上都会有一个驱动电机，不同之处就是轮边电机是安装在车轮旁边，需要传动轴才能够驱动车轮。而轮毂电机则是属于车轮的一部分，能够直接对车轮进行驱动。

5、网红手工耿造了辆电动汽车，罗永浩点赞，该车有何亮点？

环保，材料大部分都是废旧用品以及可回收的垃圾，前后配了两个方向盘，倒起车来非常方便，设计也很人性化。

使用了四个轮翼电机，车轮可以180°转向，横着开、竖着开、斜着开想怎么开就怎么开。整车非常光滑，没有多余的东西，开起来像风一样自由。车身虽然没有后视镜，但是使用了摄像头，观察车外情况一点问题都没有。

车内配有三块屏幕，一块用来娱乐导航，另外两块充当后视镜功能。车内还有一个手机，配了一个旋转支架，可以360°无死角自拍。

车的后备箱还真贴心地为车主准备了一个表达情绪的装置，比个耶，给个巴掌，竖个中指都不在话下，个人感觉搞两台，堵车的时候，还可以玩剪刀石头布了。

手工耿造车，罗永浩点赞

4月4日，有“泥石流发明家”之称的网红“手工耿”在个人微博发布了他的史诗级大作：一辆可以横着走的电动汽车。

这辆电动汽车是四轮电机独立驱动，轮胎是他在废旧车摊买的摩托车车胎，焊接汽车的骨架、铺设木质地板、安装控制按钮等都是他一个人完成，最终完成基本行驶功能。

手工耿介绍称，这辆电动汽车的设计像一块润滑的香皂，没有任何凸起的地方，连后视镜都没有，这样做的目的是减少行驶中所产生的风阻。车内的装饰也是废品改用，虽然看着凌乱，但是很环保。

值得一提的是，为了解决续航问题，手工耿还增加了外挂电池仓，需要走多远，就可以加装多少电池。

更让网友们意想不到的是，汽车前部还有一个金属手臂，可以实现转弯提醒，还能跟其他司机比手势。有网友评论称，“手势表达情绪这点就可以卖一亿了”。

还有网友喊话雷军投资，也有网友纳闷称，“说真的 真的没人投吗”。罗永浩也转发了该微博，并评论称，“这才叫造车新势力！”

电动汽车能不能买？

运营车辆可以买到纯电动汽车

现在街上跑的新能源汽车，90%都是网约车或者的士，比如在长沙，现在就开始把出租车换成比亚迪E5。而曹操专车使用的则是吉利帝豪ev版的车，滴滴司机开得更多的是北汽新能源，比亚迪新能源等车型。对这些一年能开出十多万公里的运营车辆来说，新能源车平均一公里才1毛多，并且堵车也并不会多耗电，而且也不像燃油车一样频繁要保养，还是比较划算的，能挣到更多的钱。

家里有车或者在农村可以买纯电动汽车

家里如果有一辆燃油车了，或者家里就是在农村，并且没有远途出行需求，可以买纯电动汽车。

前者的话，长途可以使用燃油车，市内代步使用纯电动汽车更舒服，而且也更省钱，后者的话，农村充电很便宜，一度电才5毛钱，而且家里也可以建一个充电桩，比较方便。

只有一辆车的话不建议买纯电动汽车，可以买混动

如果只有一辆车的话，不建议购买纯电动汽车，可以买混动汽车，这样的话能兼顾省油和长途出行需求。

目前纯电动汽车技术以及配套上，还有待改进，所以最好是等到充电桩普及了，并且电池续航更远了，价格下降了的时候再购买会比较好。

6、雷克萨斯DIRECT4：电气化的另一种方向

周一，雷克萨斯官方宣布将在2021年推出一款全新纯电动汽车，并在下一代电气化产品上搭载新一代电驱系统——DIRECT4。

向来对纯电动汽车研发不甚积极的丰田终于用行动表明了态度。在日本，丰田的电动车发展着力于公共出行，而雷克萨斯的电气化，则用于挖掘汽车潜能、满足多元化的出行需求。

正如我们在《日本汽车的起源、转折与强盛》中提到，丰田是最不需要、也最不积极参与到纯电动车发展的汽车厂商，甚至可以说，拥有混合动力技术这枚「硕果」的丰田汽车，始终站在纯电动汽车的对立面。

当然，我们也能够用很多种方式来解读丰田对纯电动汽车的「怠慢」。在日本，福岛核危机之后，纯电动汽车这条路就被宣判死亡；在美国，丰田混合动力汽车销量可观，而且丰田早已响应美国政府，投入到氢燃料电池车的发展；在中国，丰田混合动力也已成为了消费者最认可的一项技术。此外，更重要的是，纯电动技术与安全，尚未能达到丰田对可靠性的要求。

丰田并不是没有发展过纯电动。事实上，丰田是最早一批响应美国加州环保法案的车企，1997年曾经推出了丰田RAV4 EV，销售几年后才退出市场。只不过，在丰田对电气化路线的规划里，混合动力技术始终是主流——2020年电动车推出市场、2025年电动版本覆盖全系、2030年销售电动车/氢燃料车100万辆，直到2050年，电动车仍然不会是丰田的终点，而只是丰田电气化四条路线之一，占比少于混动、插混，略高于氢燃料电池车。

这样的发展路线同样适用于丰田的豪华品牌，雷克萨斯。2019年，雷克萨斯正式发布了面向未来出行的「雷克萨斯电气化」愿景，其中提到，电气化是实现汽车性能、操控和驾驶质感全面飞跃的重要手段，利用电气化和相关技术，能够充分挖掘汽车的潜能。

显然，以雷克萨斯的豪华品牌定位，以及在混动技术领域的发展水平，其在纯电动领域的投入并不会单纯以节能减排、响应全球能源转型为目的。正如2019年第一款纯电动 雷克萨斯UX 300e推出市场时所言，这是为了满足全球各地用户日益多元化的出行需求。潜台词可能是，雷克萨斯推出纯电动汽车，绝非迫于环保与双积分压力。

雷克萨斯的电气化，很重要的一项是提升性能操控，这符合雷克萨斯驾驶印记（Lexus Driving Signature），可以理解为一种品牌理念。为此，采用的技术路线除了纯电动，还有油电混动、插混、甚至氢燃料电池车。

去年雷克萨斯发布电气化愿景的同时，也亮相了首款纯电动概念车LF-30。可以认为，这款概念车是雷克萨斯在电气化领域研发思路的集大成者，而雷克萨斯也希望在这款概念车上，表达自己对电气化发展的诸多想法。

比如设计，充满想象力的造型、内饰布局和交互方式，是雷克萨斯用以满足人们对未来出行的各种畅想。但与此同时，雷克萨斯也需要思考一件事：当传统燃油车的动力系统被取消，原有的设计语言要如何在电动车上得以保留和延伸？当纯电动车不需要进气格栅，纺锤形前脸要如何在电动车上传承？而雷克萨斯主张的匠心、以人为本，又要如何与未来出行相结合？

当然，感性的设计只是一方面，它方便雷克萨斯为自己讲更多的故事。更重要的是雷克萨斯所说的「发挥潜能」——利用电气化领域的技术让车辆拥有更出色的性能，在LF-30上，这些技术包括更高级的车身姿态控制系统（Advanced Posture Control）、线控转向系统（Steer-by-wire），等等。

从概念到量产，从去年的LF-30，到明年即将推出的全新电动车，雷克萨斯的DIRECT4应该算是电气化愿景落地的关键一环。官方介绍，这款称为DIRECT4的全新电驱动控制技术主要是利用电机实现四轮独立驱动，通过单独控制车轮上的电机扭矩，以实现车辆动态性能的提升。

这套DIRECT4技术适用于混动车型和纯电动车型，使得一款车具备前驱、后驱、四驱自由切换的能力，前后电机与车轮之间只有一根传统轴，相对而言动力传递更直接，前后轮电机的扭矩也能被灵活分配。

可以认为，DIRECT4的目的并非单纯让雷克萨斯的纯电动汽车拥有不输于同级的动力性能， DIRECT4也不是一味的追求百公里加速。

在一款纯电动试装车上，DIRECT4匹配的动力参数为：前后电机分别输出最大功率150kW、最大扭矩300N·m，这个数值接近于蔚来ES6的水平。全轮驱动的工况下，加速表现自然是不需要担心的，而DIRECT4所强调的是通过四轮的扭矩分配，在不同路况下调整前后轮动力输出，使得车辆的操控性能始终在最佳状态。甚至当DIRECT4改变了扭矩分配，在同一辆车上，能够获得完全不同的几款车的驾驶感受。

这才是雷克萨斯电气化愿景中提到的，实现汽车性能、操控和驾驶质感全面飞跃。

更有意思的其实是DIRECT4在混合动力车型的应用。在常规的前驱车型上，当所有动力集中在前轮，常常出现抓地力不足、转向不足等情况，通过DIRECT4重新分配前后电机的扭矩输出，比如20:80、50:50，原有的车辆动态表现会安全不同。简单来说，通过电机出色的动力响应优势和灵活的扭矩输出，控制一辆车的前后轮动力，能使一辆前驱车变成后驱车。

在一辆发动机最大功率130kW、最大扭矩220Nm的混动车上，DIRECT4可以控制前电机最大扭矩330Nm、后电机最大扭矩240Nm，动力性能不成问题。

在DIRECT4技术发布的同时，雷克萨斯提到了一款全新电动车的设计——它所要做的是，在电气化时代让雷克萨斯的品牌理念有了新的表达，比如最关键的前脸设计，在不需要进气格栅的电动车上，将会有怎样的演绎。

2019年雷克萨斯发布了品牌首款电动车，UX300e，尽快这款车有丰田多年在电气化领域的技术积累，但它无法称得上真正意义上的电动车，尺寸、性能的局限，也让它难以与特斯拉等品牌展开竞争。

这也是大多传统豪华品牌转型的阵痛。只不过，比起那些喊着「停售燃油车」口号的品牌，丰田和雷克萨斯的路线要更温和、更理性，在电气化的发展上，同时考虑纯电和混动，也许是对消费者最好的方式。

图 | 来源于网络

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

7、四轮内燃机汽车的特点是什么？

电动汽车四轮独立驱动系统是利用四个独立控制的电动机分别驱动汽车的四个车轮，车轮之间没有机械传动环节。典型四轮驱动布置型式如图1，其电动机与车轮之间可以是轴式联接也可以将电动机嵌入车轮成为轮式电机，车轮一般带有轮边减速器。这种驱动系统与传统汽车驱动系统相比有以下特点1．传动系统得到减化，整车质量大大减轻。由电动机直接驱动车轮甚至两者集成为一体。这样省掉了离合器、变速器及传动轴等传动环节，传动效率得到提高，也更便于实现机电一体化。传动系质量在汽车整车质量中占有很大比重，机械传动系的消失，使汽车很好的实现了轻量化目标。另外，由于动力传动的中间环节减少，传动系的振动及噪声得到改善。甚至在采用纯电力驱动时，可实现无声行驶。这是美国海军的"RST-V"侦察车及其新一代军用"悍马"汽车采用四轮独立驱动技术的重要原因2．与传统汽车相比，四轮独立驱动系统可通过电动机来完成驱动力的控制而不需要其他附件，容易实现性能更好的、成本更低的牵引力控制系统（TCS）、防抱死制动系统（ABS）及动力学控制系统（VDC）。传统汽车的TCS与ABS系统均须对发动机与制动系进行联合控制才能达到较好性能，由于机械系统的响应较慢，且受制动器，液压管路及电磁阀的延迟等因素影响，传统内燃机汽车的ABS系统与TCS系统的实际时间延迟达50～100ms，限制了TCS系统与ABS系统的性能提高，而且增加能耗。与内燃机相比，无论在加速还是减速，电动机转矩响应都非常快且容易获得其准确值，这对TCS、ABS、VDC系统来说是非常重要的。因此电动机作为ABS、TCS及VDC系统的执行器是非常理想的。3．对各车轮采用制动能量回收系统，则可大大提高汽车能量利用效率，且与采用单电动机驱动的电动汽车相比，其能量回收效率也获得显著增加。这对提高电动汽车续驶里程是很重要的。4．实现汽车底盘系统的电子化、主动化。现代汽车驱动系统布置分为前驱动、后驱动或全驱动。这两种驱动型式各有优缺点，而且对汽车行驶工况的适应性也不同。如前驱动轿车在高速转向时稳定性好，但在加速时或爬坡时，动力性受载荷转移的影响较大，而后驱动在这方面的性能优于前驱动车，而全轮驱动车的成本较高。汽车采用四轮独立驱动技术后，汽车采用前驱动、后驱动或全轮驱动可根据汽车行驶工况由控制器进行实时控制与转换。且各车轮的驱动力可根据汽车行驶状态进行实时控制，真正实现汽车的"电子主动底盘"。
易车网

8、纯电动汽车与传统汽车功能和结构差异有很多，都有哪些呢？

毫无疑问会是政策补贴以及政策便利，这一点对于生活在限牌限行城市的小伙伴来说影响最大；会是纯电动汽车本身电动机所带来的平顺性优势，没有了复杂的变速箱以及调校，自然而然的在行驶平顺性上表现优异。电动汽车和燃油汽车的区别：能量来源不同：电动车用电，燃油车用油；待车工作不同当汽车待车时，普通汽车还需耗油，电动车不怕熄火，电动汽车有些配有电池板，待车时有太阳，还能边等边充电。

和传统燃油车相比，电动汽车驱动是电机，变速箱都是是无级变速，能量来源于电池，驾驶起来，提速更直接，乘坐起来，更舒适安静，另外，一般情况，电池都是在底盘最下面，同样尺寸的电动车和燃油车，电动车更稳，操控极限值更高。电动汽车跟传统燃油车的区别可以从以下几点来描述，当然，电动汽车又分纯电动和插电混合电动，后两者之间也是有很大区别。

用新材料，新技术以 “电”驱动为第一来源，没有发动机，变速箱，通过传动轴和后桥使车辆正常行驶。都知道电动汽车和燃油汽车最大的区别就是在使用过程中对环境的污染。电动汽车几乎为零污染，燃油汽车则污染较大。就现目前电动汽车技术还不能完全代替燃油汽车。

电动机的动力输出特性与汽油发动机不同。汽油发动机需要到达一定转速才能输出最大扭矩，电动机不需要。启动汽车后，把油门踏板踩到底，电动机就可以立马输出最大扭矩。这也是很多高性能电动汽车加速非常快的原因。如今新能源汽车快去发展，到处都是电动汽车。要问电动汽车和传统燃油汽车的不同？最大的不同就是消耗能源方式不同了。

9、电动四驱是什么意思？电动四驱和全时四驱的区别,哪个好

      电动四驱的意思是动力来源和传递一般为单电机配传动轴、双电机全轮驱动、发动机和双电机以及发动机和三电机等结构。电动四驱系统可以在一定程度上减少配件的使用，不需要过多的零件就能实现四轮驱动，在混动汽车或纯电动汽车上比较常见。

电动四驱和全时四驱的区别，哪个好
      电动四驱和全时四驱的区别在于电动四驱系统的结构更加简单，不需要传动机构也能实现动力传递，同时搭载该系统的汽车拥有多个动力来源。而相比较之下，搭载全时四驱模式的汽车需要的部件更多更复杂，因此占用空间比较大，整车重量也比较大。值得一提的是，对于搭载全时四驱的汽车来说，其汽车性能基本上是由硬件决定的，而搭载电动四驱系统的汽车性能更多的是由软件来决定。

      至于电动四驱和全时四驱哪个比较好，具体还是得由路况决定。电动四驱的设计的目的主要是为了提升汽车乘坐的舒适度，一般都是在市区内行驶，而全时四驱的设计是为了突出汽车的越野性能，所以在有越野性能的需求下，肯定是全时四驱比较好，但若在不考虑越野的前提下，电动四驱较为舒适。