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特斯拉格子。三电机驱动器布局的两个选项



伊隆·马斯克（Elon Musk）承诺为Model S，X，Roadster和Cyber​​truck提供3电机版本的配置，但尚未说明外观。从理论上讲，可能的设备有2种选择，我建议考虑一下。

选件编号1




第一种选择是后部的两个电动机之间没有机械连通的电路。后桥没有差速器，其作用由电动机发挥作用，以编程方式改变驱动轮的速度。

电动机的这种布置方式使您可以实现车轮推力矢量的控制功能。这意味着，除了轮流重新分配车轮转数之外，电动机还可以通过加速各个车轮来“引导”电动车的推力矢量沿着所需路径行驶。

现在，许多公司都在从事带有车轮“矢量化”的电动驱动器的开发，但是很少有带有两个发动机后方“矢量”轴的三引擎电动汽车的示例。

特斯拉最合适的例子之一是Magna E1。



E1原型于2017年推出，旨在展示独立后轮驱动的功能。

这辆电动汽车是特斯拉S惯用的，但驱动力不正常。

麦格纳在汽车上安装了3台发动机，每台可产生188升。用。当然比特斯拉Model S P100D还要小，起初看起来好像是电动汽车的退化。的确，功率较小，这会影响直接的加速区域，但是由于后轮的“矢量化”，汽车的转弯变得更加稳定，这使您在行驶时动力损失降至最低。


在2018年，麦格纳重新引入了同一款电动汽车，并将其命名为etelligentDrive。创建该系统的目的是将其提供给希望降低自己的电动汽车开发成本的小型汽车制造商安装。

麦格纳（Magna）专门为汽车制造商创建零部件和各种系统，并且不打算生产自己的电动汽车。

此驱动器的主要且可能是最有趣的问题是价格。

在这里，到目前为止，您仅可以关注拉力越野E的3电机“矢量”电驱动示例。




因此，STARD计划在2020年的拉力赛中以194,000欧元的价格提供这套驱动器。

电驱动器（与麦格纳一样）将由3台电机组成，其中前桥有1台电机，后桥有2台。套件功率和内部布置的差异。

功率-450 kW（1100 Nm），后部内部有2台电动机，2台逆变器，2台行星齿轮箱和一个完整的Entrire系统冷却套件，位于一个紧凑的铸铝外壳中。

当您考虑到扭矩方面，动力总成系统能够在约32毫秒内最大获得0％至90％的功率，而电动机的输出速度高达14,000 rpm，那么STARD电动赛车的性能将给人留下深刻的印象。

除了麦格纳（Magna）和STARD 3，这些电机还在宝马和奥迪进行了测试。

在宝马公司，基于5系汽车创建了一个原型，用于测试一组三个Power BEV发动机。为了为电驱动器供电，在机器中安装了一个45 kW的备用电池。



Power BEV动力装置的最大功率为530 kW（720 hp），最大功率为1150 N·m，这使汽车在2.8秒内可加速至100 km / h。



奥迪已经制造了三引擎概念PB18 e-tron进行测试，并且今年计划以有限的系列发布这款车。
当描述一个单独的驱动器“一个电动机-一个轮子”时，很少会提到该电路的缺点。

在保时捷工程公司中，当测试4电机原型时，存在一些缺点。

  • 事实证明，电动机的最大优点是反应时间短，有时会导致不良的副作用（振动）。
  • 单个电动机可能无法传输可用功率，因此有必要降低成对的第二个发动机的功率。

也许这就是为什么现在已经开发出具有3个电动机的电路的原因，该电路将这两个缺点的影响降低了一半……而且还降低了矢量驱动的潜在利益。

选件编号2




第二种方案是一种方案，其中后部的两个电动机通过差速器以不同的模式（顺序或并行）工作。

这种驱动器的第一个示例是ESKAM项目（Elektrische SKalierbare Achsantriebs模块）。



德国的ESKAM项目（电动伸缩桥，Elektrische SKalierbare AchsantriebsModule）由德国联邦教育和科学部（BMBF）资助，由11个合作伙伴（Ebm ErichBücheleMaschinenbau GmbH；杜塞尔多夫技术大学，电机和电气机械； Groschoppog AG；德国）共同实施。 Automotive Group GmbH； Aalen应用科学大学，通用工程；冶金厂Wilhelm Funke GmbH＆Co. KG； REFU Elektronik GmbH； Salzgitter Hydroforming GmbH＆Co. KG；斯图加特大学电力电子与电力驱动研究所（ILEA）； Wilhelm Vogel GmbH Antriebstechnik ；以及弗劳恩霍夫机床和成型技术研究所（IWU）。

该项目的目的是将驱动器的重量限制为100千克。为此，必须将多个高速电动机与相应的齿轮箱连接起来，并将它们组合在一个公共的壳体中-换句话说，使用所谓的高速电子机器来减小驱动器的尺寸。为了解决该问题，使用了没有稀土金属的电动机。



ESKAM电驱动器缩放比例示例。为了保持较低的生产成本，所使用的技术应同样适用于大批量生产。

第一个原型是在2016年创建的。

从结构上讲，该解决方案看起来像是两个电动机的共生体，它们在一个共用的壳体中带有一个变速箱和一个电力电子设备。这提高了能源效率和生产率，还降低了驱动器的重量和成本。将快速旋转的电动机与合适的传动装置结合使用还有助于减轻系统的重量和体积。用于集成整个驱动器的外壳由镁合金制成的轻质铸件制成，可以满足驱动器组件冷却或热负荷的特殊要求。前桥和/或后桥的四轮驱动模块由两个带齿轮和电子装置的油冷电动机组成。输出功率为2 x 35 kW，它以6700 rpm的速度提供最大2 x 55 Nm的最大扭矩。多亏了变速比i的变速箱：= 19个每个驱动轮可以达到1000 Nm以上。 “但是，也可以在少量新车中使用驱动模块，例如，在城市车辆中，或者按计划在中型城市车辆中使用，这些车辆可以交付多达1.5吨的货物。

所用发动机的额定转速为10,000至20,000 rpm。经电子装置扼流后，该发动机在最高20,000 rpm的转速下可达到35 kW的最大功率。由于不再完全需要较高速度范围（> 17,000 rpm）中行驶周期的最大功率，因此该电子设计假定最大功率可以从35 kW降低到29 kW。使用电子设备中经过修改的组件，最大功率不仅可以保持恒定，而且甚至可以提高到54 kW。轴模块具有许多优势，例如高功率密度和非常高的扭矩。对于驾驶员来说，这意味着非常快的加速。虽然大多数电动机的转速约为10,000至15,000 rpm，但ESKAM发动机（来自Groschopp）的转速为20,000 rpm，最大扭矩为45 N·m（33 lb-ft）和32 kW （每小时43点）。

为了节省能源，Groschopp计划将活性铁的使用量从150毫米增加到250毫米。 Wolfgang Pflug强调说：“这相当于将生产率提高了50％。” “但是，为了将多余的动力传递给车轮，变速箱和电子设备需要放大。”

ESKAM电驱动器使用带有电激励和带有鼠笼式转子（EEEK）的电子换向的高速同步电动机。

最终驱动模块的生产成本将在1000到2000欧元之间，大大低于目前的平均价格超过5000欧元。使用市场上通用的组件，成本预算仍然很小，以至于批量生产10,000个单元的整个轴的成本将大大低于3,000欧元。

下一个潜在的“双”电驱动器制造商是Gravitron。

该公司已经开发了3个这种驱动器的原型。







有业余电动“双引擎”。


与第一个版本一样，除了项目和原型外，到2020年，还将出现批量生产的单轴带有2台电动机的电动汽车的实例。

阿斯顿·马丁（Aston Martin）生产的第一款电动跑车-Rapide E有着悠久的发展历史，在最初的计划中是要使用带有“当下矢量化”功能的独立电动机，但是由于许多原因，这种情况并未发生。



Rapide E中安装了两个总输出为612 hp的同步电动机，而不是单独的电驱动器。后桥上的扭矩为950 Nm，通过差速器串联。
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与特斯拉的进一步比喻还不止于此。

因此，开发人员为电驱动的弹性感到自豪：从50英里/小时到70英里/小时（80-113公里/小时），电动汽车可以在短短的半秒内加速。

您怎么能不回想起由于格纹而拥有超加速承诺的面具呢？

在阿斯顿·马丁公司，他们还承诺Rapide E将能够在战斗模式下冲刺纽伯格林赛道一圈，同时保持电气系统的性能，这在某种程度上让人回想起特斯拉在同一个赛道上由于电动驱动器过热而引起的主要问题。

有一个事实和一个主要区别-Rapide E的最大流通量将只有155辆车，这在很大程度上是由于该公司不愿进一步开发该项目，因为主要缺点是电动汽车的底座形式，因此汽油车的车身很难优化主机的位置。为此目的，创建一个成熟的电动汽车平台比较容易。

但是对于特斯拉来说，在使用Rapide E驱动器的类似物时，安装第三个发动机几乎没有问题，因此出现了逻辑上的问题-“如果能够提供更好的操控性而不是加速，则根据选项1单独的轮驱动装置将掩盖风险（当只是为了更好的可管理性，他们正在开发SpaceX软件包？）。

否则，他将选择2号选项，以实现更好的加速，解决电动机过热的问题并提高驱动器的可靠性（一台发动机的故障并非整个驱动器的故障）。当然，在这里当然要记住重要的一点是，第一个使用矢量化技术驱动的汽车-日产（Nissan）并没有制造出带有这种驱动器的电动汽车，而是在2020年展示了带有矢量化技术的电动驱动系统，而没有单独的驱动器（e-4ORCE）。

PS-装有ICE的汽车也有根据第一和第二选择的带发动机驱动车轮的选择。

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