比亚迪独门黑科技,到底有多强?

青青

估计大家都还记得,前段时间在比亚迪仰望品牌的首个发布会上,当仰望 U8 横移出场,且现场展示原地掉头的时候,真可谓 " 技惊四座 ",也随之引发了很多关于这套 " 易四方 " 技术的讨论。

说实话,虽然发布会上也简单介绍了易四方的一些技术信息,但我当时对这套底层技术还是有点不明觉厉,对一些细节也存有些疑问。所以也一直没有和大家聊易四方这套技术。

比亚迪独门黑科技,到底有多强?

直至前几天在一场技术沟通会上和几位工程师深入沟通后,才算豁然开朗。下面结合我自己的理解,来和大家简单聊一聊。

大家都知道,这套名为 " 易四方 " 的技术,是建立在装备了四个轮边电机,每个电机都能独立驱动一个车轮的硬件结构上的,这也是所谓的分布式驱动系统。

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仰望 U8 并不是首个采用四电机驱动的量产电动车,此前的悍马 EV 和 Rivian 都有采用四电机驱动的版本,就连此前发布的东风猛士 M-Terrain 也采用了四电机方案。甚至在特斯拉新款 Model S Plaid 也采用了三电机驱动,其中后轴也同样搭载了两个驱动电机。

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上图为特斯拉 Model S Plaid 底盘示意图

虽然同为四个电机,但它们搭载的并不是相互独立的轮边电机,而只是把同一轴上的两个电机整合于同一个电机总成之中,共用同一套减速器,然后通过两个半轴把动力分别输出到左右两个车轮。

所以本质上讲,这只是实现了两个电机的动力叠加而已,仍属于集中式驱动,和易四方的四个电机独立控制有着本质上的区别。

搞明白这个基本结构之后,后面的事情就好办了。

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由于四个电机独立控制,每个电机都可以单独实现正向和逆向(顺时针和逆时针)转动,所以当左侧车轮和右侧车轮反向转动时,就可以实现类似坦克掉头那样的原地掉头(所以悍马 EV、Rivian 和猛士 M-Terrain 都不能实现 " 坦克掉头 ")。

但不知道大家有没有留意到一个细节,就是在仰望官方的话术中,都会不经意地强调:" 可以在柏油马路、环氧地坪等高附着力城市道路上使用 "。

其实这句话里面隐藏的,才是易四方四电机驱动技术的核心能力:能对四个电机的动力输出进行非常精确的控制。

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在低附着或者光滑路面上,如果转向时某个车轮动力过大或者过小,车轮可能就会打滑空转或者被 " 拖着 " 滑动,或许影响不大,但在高附着路面上车轮难以打滑,就有可能因为扭力过大而损坏减速器甚至导致电机被烧毁。

所以采用四个电机驱动不难,但就难在能在任何时刻,都能根据路面附着力和驾驶者的意图,对每个电机进行非常精确的控制。

打个更直观的比喻,这就好像我们每个四肢健全的正常人,单独控制双手或者双脚并不难,但要同时协调手脚来完成一些特殊高难度的动作,例如一些杂技动作,那每个人身体的控制能力、协调能力的差异就会完全表现出来,也只有那些经常长期专业训练的人才能做到了。

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也正是由于易四方具备了这种能力,所以才能实现官方宣传片中演示的,可以在最高 120km/h 时速下发生单轮爆胎后,也能通过以极高的频率持续调整四轮扭矩,使车辆剩余驱动轮保持抓地力,并控制车身姿态避免失控,使单轮爆胎的车辆也能稳定可控地停下。

如果你有仔细看过官方的那个视频片段,你就会发现单轮爆胎后,每个车轮的扭矩输出都是实时调整且不一样的。这是传统的机械四驱系统,或者其他四电机电动车都难以实现的。

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相比之下你就会明白,去沙漠冲坡,又或者遇到交叉轴、炮弹坑那种野外极端路况,对于易四方来讲就不算什么难事了。再加上仰望 U8 前后轴的电机之间,还带有差速锁止功能,所以仰望的工程师甚至说,只要还有一个电机能正常工作,仰望 U8 也能正常脱困。

再深一层,为什么仰望上的这套轮边电机能实现这么精准的控制力呢?

除了官方提及的更强的中央技术平台和域控制器的高度协同之外,我还发现在官方的讲解中,也提到了一个 " 旋变传感器 "。

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上图为比亚迪 iTAC 系统中的旋变传感器示意图

简单地讲,旋变传感器就是一套可以时刻监测电机的转子转了多少角度、真实的转速多少的部件。原理看上去很简单,本质上和车上探测车轮转速的轮速传感器扮演类似的角色。

但由于电机转速远比车轮旋转的速度要快得多,所以要做到足够的即时性、精度和准确性,且能在各种恶劣工况下都保持稳定工作,是非常困难的。

能精准控制每个电机的前提,就是能更精确和迅速地掌握电机的实时运转状态。别忘了,易四方搭载的电机最高转速达到了 20500rpm,电机转速越高,对旋变传感器的能力要求也越高。

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上图为比亚迪海豹上的电机旋变传感器位置示意图

大家还记得比亚迪海豹四驱版上的那台 iTAC 系统吗?

iTAC 的原理,其实也是通过利用识别精度更高的旋变传感器来判断车轮打滑速度,在车轮抓地力出现异常但尚未打滑的时候,提前调整前后轴电机的动力输出,让车辆恢复稳定状态,从源头上减少或者避免打滑的发生。

所以在我看来,易四方上的这套电机控制技术,几乎算得上 iTAC 系统的增强版或者 " 满血版 " 了,与 iTAC 可谓一脉相承的。

当然了,目前这套易四方技术的很多技术细节还处于 " 保密 " 阶段,包括应急浮水、智能辅助驾驶等技术细节都还没公开,留待以后再逐一和大家分享吧。

2023/2/26

技术解读

by 韦熙宇

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