纯电动汽车能用来玩越野吗?
纯电动汽车能打造出高性能的越野车,但要满足实用仍需混动技术加持。
越野车需要的无非是三点:
非承载式车身带来足够高的抗扭强度
强大的低扭爆发力实现有效的脱困
纯电动汽车同样可以使用非承载式车身,强度自然是不用担忧的,重点看一看第二和第三点。燃油动力汽车最高等级的四驱可以参照撒哈拉,发动机为纵置后驱,这一结构首先能实现后轮驱动;而四驱车必须让前轮也有动力,于是该系统的变速箱加入了分动箱,通过齿轮组啮合实现通过变速箱分动箱引出前传为前桥输出动力。自此该系统实现了分时四驱,而分四在四驱模式中前后桥得到的动力是相同的,配合电子限滑或差速锁后导致了四个车轮行驶距离相同,但汽车转弯时四个车轮的行驶距离不同,所以分时四驱的车无法在公路转弯。
为了实现公路的正常驾驶撒哈拉的四驱为分动箱加入了多片式离合器限滑差速器,其功能包括正常差速实现转弯以及压紧离合器锁止差速。然而离合器长时间使用容易过热,高温后会导致限滑能力的下降,为了实现可靠的分动撒哈拉又不得不为分动箱加入了牙嵌式差速锁。于是这台车的模式则包括AUTO模式通过限滑差速器正常差速或锁止,在越野是通过差速锁锁止回到分时四驱状态,越野能力很强但是操作也很麻烦。
而电动汽车的四驱系统则不用这么麻烦,与其利用复杂的分动结构把一个发动机的动力分别传递至前后桥,为什么不直接装两台发动机呢?内燃机因为体积巨大且需要硕大的变速箱导致无法布局,但是电动机加减速器的体积很小,前后桥各安装一台电机是很轻松的。
那么各安装一台电机则可以利用电控系统控制前后电机的动力输出,正常差速会更加简单快捷,越野时也只需要调整电流控制输出扭矩即可,双电四驱的功能等于最复杂最高端的燃油车四驱系统,配合前后桥差速锁的话则会是非常棒的越野车。使用这种系统的量产车参考唐Dm,越野能力真不输一般越野车;但很可惜这台车是承载式车身结构,抗扭刚度较低并不适合重度越野。
内燃式发动机公认低扭更强的是柴油动力发动机,因为这种发动机利用的是高压缩比的压燃技术,发动机燃烧室的空间极小,则燃油爆燃的瞬间可以将动力以更大的比例转化为扭矩。而且柴油的燃烧火焰温度也比汽油高600摄氏度,消耗同样的燃料可以获得更多的热能也说明扭矩会更强。然而柴油机利用压燃技术和高效的燃料也只能实现40%多的热效率,而且实现大扭矩仍然需要拉高转速提高喷油量,以时间换取燃烧更多燃料获得大扭矩,从怠速到2000转左右才能获得最大扭矩,动力曲线仍然不够漂亮。(下图作为参考)
而电动机可以在起步第一转爆发最大扭矩,因为柴油机依靠提高转速才能获得足够大的喷油量获得大扭矩,升转总需要较长的时间。而电流的传输速度仅次于光速,踩下电门的刹那间电流即可达到电动机的电磁线圈,区别只是电门给到小电流小,如瞬间将电门踩到最深则电池组能在瞬间将最大电流传递至线圈形成最强的电磁场,与永磁体产生产生斥力推动转子旋转输出的扭矩也会瞬间达到最大。柴油机要在1500~2500转之间才能爆发最大扭矩,电机在起步第一转即可爆发最大扭矩,那么哪种机器更适合越野车呢?
我觉得,纯电动汽车不但可以用来玩越野,而且很适合用来玩越野,还可以玩得很好。
当年比亚迪唐搞宣传,跟百万级别的SUV比拔河,对手里面有宝马X6这种公路性能很强的,也有丰田兰德酷路泽这样的硬派越野好手。结果自然是唐赢了,当时很多人骂比亚迪“碰瓷”豪车,炒作,但也说明了电机在越野方面,有两个汽油机比不了的优势。
第一个就是电机扭矩不止是大,而且来得快、容易控制。扭矩大这个先不说,关键是响应快。我油门(或者叫电门?)踩到底,马上就是最大扭矩,松一点扭矩就降低,不需要等变速箱换挡,不需要等发动机转速,可以真正的做到动力随叫随到。
这意味着在一些越野路况,对扭矩要求高,然后随时又要控制扭矩输出(比如脱困时扭矩太大会打滑),这时候电动车会有比较高的极限,而且操作上简单得多。
第二个是电机可以直接装到车轮上,实现真正的四驱。什么传动轴、差速锁,统统不需要。只要电控系统设计到位,车轮想怎么转就怎么转,想那个转就那个转。不但可以只有一个车轮转,如果需要,两个车轮甚至可以对着转。
电机可以让汽车做到四轮单独驱动,这是传统的越野车难以做到的。凭这两点,在性能方面,不管操控还是越野,电动车就有天生的优势。所以现在电动跑车越来越多,而且成绩越来越好,很多公司也开始研发电动越野车。
现在来看,纯电动汽车越野的话,缺陷一是续航这块不容易满足,二是部分电子部件在一些恶劣环境下的可靠程度。所以让电动车成为像帕杰罗、普拉多一样的越野工具车,那它是不合格的。但是如果拿它来进行一些越野挑战,电动车有很大的潜力可挖。
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电动汽车可以越野和涉水原因在于动力系统,电动汽车的动力输出机构是电机,类型大致有永磁同步电机、轮边电机、轮毂电机,后两种体积稍大而且转速偏低一般适用于大型车辆,小型乘用[_a***_]流车型使用的均为永磁同步电机。
这种电机的特点是0~10000转+可以随时爆发最大扭力,响应时间从踩下踏板到动力输出只是瞬间,对于越野车来说扭力的直接输出再好不过。而且越野车可以用P3、P4电机组合实现电控四驱系统,由ESP介入制动,锁止和脱困能力都非常强,所以电机驱动不仅可以越野还要比燃油车更强。
至于涉水就更简单了,电机是在密封环境下工作并不需要氧气,所以不怕水淹;但是内燃机依靠进气得到混合油气燃烧做功,所以离不开空气也就不能密封,一旦发动机进水曲轴连杆面对有体积且不能压缩的水极限工作一下会随时报废。
其次电动汽车的动力电池组也是密封的,而且基本可以做到IP67级密封,不仅是涉水即使是泡水短时间也不会有问题。至于结构方面涉水会不会生锈这些就和燃油车一样了,要坏都有可能坏。
现在很多新能源车,都是电动四驱,靠谱吗?越野能力如何?
电动四驱一般有两种情况,一种是纯电动车,前后各一个电机;另一种是一些插混车型,前轮是传统发动机驱动,后轮由电机驱动;
电动四驱靠谱吗?越野表现如何呢?要看你和什么车比,比如那种非承载式车身、三把差速器锁的硬派越野车,它肯定比不过;但如果对比我们绝大多数的城市SUV,它其实一点不弱,而且还有几个优势:
第一,不需要复杂的传动系统,结构简单,就意味着出故障的概率小,而且更轻,更节省保贵的底盘空间;
第二,电动机的低速扭力大,这点很符合对于越野的动力输出的要求,脱困能力强;
第三,靠谱的电动四驱相比传统四驱反应速度更快,而且更精准,我们知道,四驱对于车的用途,其实不只是越野,还有车辆在极端驾驶时的***修正,所以这个优点也很重要;
我之前深度试驾过奥迪的纯电动车e-tron(参数|图片),它就是电动四驱,奥迪管它叫e-Quattro,无论专业越野场还是赛道上,它的表现非常惊艳,甚至我觉得比奥迪著名的Quattro四驱还要出色。
当然,电动四驱技术很新,还不算太成熟,所以不同厂家的电动四驱表现差别也很大,对于电动四驱的一些诟病,我觉得主要问题还是在厂家,而不是这项技术本身。此外,对于采用电动四驱的插混车型,当它有电和没电状态,它的四驱表现差异会非常明显,这点一定要注意。
目前没有纯电动越野车
新能源汽车使用前后双电机组成的电动四驱系统非常理想,甚至可以说会超过所有的燃油车四驱系统。如此评价也许难以理解,那么我们挑出奔驰G500这台公认最牛的全时四驱越野车来分析一下吧。
全时四驱指四个车轮可同时输出动力,但是燃油车只有一台发动机,这台机器横置布局首先驱动前轮、纵置布局则首选驱动后轮,想要实现前后轮的同时运转则需要分动。奔驰G500是纵置四驱系统,发动机输出轴与变速箱垂直于后桥,变速箱的主传动轴将动力传递到后桥;在变速箱末端加入一组分动齿轮组,通过齿轮啮合的方式并加入一根前传动轴实现像前桥的动力传递,自此形成了四驱系统。
但是这种四驱在使用中会很麻烦,因为车辆转弯时四个车轮行驶的长度是不同的,参考下图以四个轮毂中心点延伸出的直线交汇点,这个点可以理解为圆心,四条线则是半径;试想一下车辆转一圈车轮划出的四个圆周长肯定是不同的,这就是行驶的距离会不同了。
而在全时四驱模式中想要实现这种状态转弯,分动箱则要能保证差速器让前后传动轴实现不同的转速以输出不同的扭矩,依靠车轮滚动阻力自动调整扭矩。然而通过差速器可以实现正常转弯驾驶,但是在湿滑路面时则会造成无法脱困,因为一旦有一个车轮打滑则动力会通过两个差速器主要传递至这一车轮,因为阻力越小获得的扭矩则会越大,其他车轮阻力大无法获得动力则车辆无法脱困。而想要脱困则需要手动锁止差速器的差速功能,也就是所谓的中差锁锁止,锁止后前后传动轴以相同的转速或扭矩输出实现前后桥获得50:50的动力,之后再锁止动力桥的差速锁才能保证两侧车轮获得相同的动力以实现脱困。
一套最高端的机械四驱使用起来也会很麻烦,公路驾驶不能切换4L、烂路驾驶需要切换4L、走出烂路后需要切换会4H或2H模式,复杂的操作实际体验很一般;但如果切换路面后如忘记切换模式或关锁,从烂路到公路很有可能翻车,从公路到烂路则有可能陷车。
相比这种复杂的操作模式纯电四驱则不需要如此操作,燃油车使用分动结构主要是因为只有一台发动机和变速箱去驱动前后桥,电动机尺寸足够小且匹配单速减速器即可,那么前后桥各安装一台电动机则成为“全驱动”而无需分动。电动机由电控系统控制输出电流的大小,通过轮速或模式切换控制输出的扭矩,也就是说在公路时驾驶正常差速运行,直接行驶到湿滑路面电控系统可通过传感器***集阐述控制输出扭矩保证正常脱困,无需麻烦的操作即可实现越野与高速驾驶且能保证安全,这种四驱是不是更理想呢?
重点是电动机为恒扭矩发力,电流的传输速度仅次于光速,在起步瞬间只要电门踩的深则电流能以最大程度迅速传递到电机线圈形成最强电磁场,与永磁体磁场互斥后则能输出最大扭矩,这个流程快到难以理解。而内燃机需要依靠拉高转速增大喷油量实现大扭矩,低扭最强也要在1500转左右才能爆发,与起步第一转即可最强发力的电机对比有很大差距。
有电控智能电四驱与超强低扭的优势,双电四驱很显然要比燃油动力四驱车越野能力强。不过很可惜的是没有还没有一台纯电或插电式混动的越野车,最高级别的是唐Dm这台城市SUV,双电四驱加后桥差速锁越野能力很强,但是承载式车身结构抗扭刚度较低所以不适合越野,想要电四驱的ORV还要耐心等待。
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