分布式驅(qū)動電動汽車關(guān)鍵技術(shù)分析

0 引言

據(jù)調(diào)查研究顯示，截止2021年，我們國家汽車保有量已經(jīng)達到3.95億輛，其中汽車3.02億輛，機動車駕駛?cè)艘呀?jīng)達到4.81億人，并且呈現(xiàn)出持續(xù)上漲的趨勢，由此可以看出我們國家汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非?？?，汽車給人們的出行帶來了一定的便捷，但是也帶來了一些問題，比如能源消耗大、環(huán)境污染嚴重等，就拿環(huán)境污染來說，其中最典型的就是汽車尾氣污染，它對城市空氣質(zhì)量有著非常嚴重的影響，比如北京市的PM2.5中汽車尾氣的貢獻率達到了22.2%，是造成城市霧霾的主要因素之一。

1 分布式驅(qū)動電動汽車概述

所有的電動汽車都是由電源和電動機為驅(qū)動力，涉及到機械、工業(yè)、電子設(shè)備等各個學科的內(nèi)容。按照不同的標準，電動車能夠分成不同的類型，根據(jù)電動車能量的來源，可以將電動汽車分為BEV、PHEV、FCEV等；根據(jù)電動車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置方式，主要可以分為集中式電動車和分布式電動車，所謂的集中式電動車就是用電動機取代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機，主要是單軸驅(qū)動，整個驅(qū)動系統(tǒng)與傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)相比，改動比較小，電動機的布置方式也更加靈活，逐漸出現(xiàn)分布式驅(qū)動電動汽車。分布式驅(qū)動電動汽車有4個電機，放置在汽車的4個角，在汽車后面2個角安裝了減速器，并且分別安裝了4個電機控制器，電池組主要包括燃料電池+DC/DC+氫罐。

1.1 分布式驅(qū)動電動汽車的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)集中驅(qū)動式電動汽車相比，分布式電動汽車最明顯的特征就是汽車的各個車輪能夠?qū)崿F(xiàn)單獨驅(qū)動，從而能夠有效降低驅(qū)動故障的頻率。分布式電動汽車的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

依托鄉(xiāng)土體育資源開展的陽光體育活動，改變了以往學生疲于應(yīng)付，被動活動的局面，變“要我運動”為“我要運動”，使學生在文明和諧的氛圍中陶冶情操，鍛煉身體，讓學生轉(zhuǎn)瞬即逝的青春留下照亮終生的火花，讓學生的人生充滿了陽光，使他們無論是處于順境還是逆境，都能樂觀而不消極。

1.1.1 提升汽車主動安全控制的精確性

傳統(tǒng)汽車的主動安全控制都是依靠驅(qū)動或者制動車輪的方式進行，一般來說都是通過改變汽車的受力情況來改善汽車的動力學特性。而分布式驅(qū)動電動汽車都是以電機為動力源，電機不僅能夠給汽車制動，而且還能回收動能，這有利于提升分布式驅(qū)動電動汽車的制動效果。還有電機具有精確度高、響應(yīng)時間快的特點，因此，駕駛?cè)丝梢酝ㄟ^電機的反饋來了解整個車輛的受力情況，對于汽車進行干預(yù)，從而能夠更好的調(diào)整車輛的運行狀態(tài)。

首先，電動汽車的電機能否適汽車的行駛狀況，比如汽車啟動、汽車加速、汽車減速等，目前常見的電動車驅(qū)動電動電機的基本性能比較如表2所示:

1.1.2 有利于提升車輛底盤布置的靈活性

分布式驅(qū)動電動汽車結(jié)構(gòu)系統(tǒng)里沒有發(fā)動機、傳動軸等，而是用電機、電機控制器來代替，因此，技術(shù)人員可以根據(jù)具體的需要靈活布置電氣零部件。還有分布式驅(qū)動電動汽車都是用電機進行驅(qū)動，這有利于增強汽車動力傳輸?shù)募啥龋瑸殡姎饬悴考撵`活設(shè)置提供了可能。還有技術(shù)人員通過調(diào)整電氣零部件在汽車車身中的位置，以此來改善分布式驅(qū)動電動車的受力狀況和動態(tài)特性。

分布式驅(qū)動電動汽車的主要動力源是電機，電池主要負責儲存能量，電機的質(zhì)量直接決定著汽車的動力性能，電池決定的電動汽車的續(xù)航集成，因此，毫不夸張的說，電機和電池是整個電動汽車的核心。

護理結(jié)束后，觀察組患者的護理總有效率為臨96.43%，而對照組護理總有效率為64.29%，差異有統(tǒng)計學意義（x2=4.141，P＜0.05），組間差異明顯，差異有統(tǒng)計學意義。見表1。

由表5可知，長大縱坡試驗段瀝青路面施工完成3年后車轍深度平均值為2.38mm，路面車轍深度較小，說明路面抵抗車轍的性能較好，優(yōu)化后的試驗段長大縱坡瀝青路面施工技術(shù)取得良好施工效果。

1.1.4 精準控制汽車的每一個車輪

教育在淳化鎮(zhèn)鄉(xiāng)村社會中，是不很發(fā)達的，大半學校多系私塾，俗名叫做“蒙館”，就是在一個鄉(xiāng)村中的農(nóng)人，他們互相聯(lián)合起來，大家攤派幾個錢，請一位能教四書五經(jīng)的老先生，來教學生讀古書。在淳化鎮(zhèn)鄉(xiāng)村社會里56村中，共有34村有了這種私塾，占全體村數(shù)中51．8%,什么新式小學倒反很少。近年江寧縣政府及私人方面極力提倡，到了現(xiàn)在，總算共有5個村莊已經(jīng)設(shè)立，但亦僅占全體7．1%。[25]

1.1.5 提升汽車運行的穩(wěn)定性

分布式驅(qū)動電動車的每一個車輪都能夠被單獨控制，因此，技術(shù)人員應(yīng)該綜合考慮路面情況、電池電機狀態(tài)等信息，從而能夠計算出最佳的驅(qū)/制動力矩，從而能夠更好的改善汽車的動力學特性，使得駕駛員能夠精準控制每一個車輪，即使面對不同的路況，也能夠保障汽車運行的平穩(wěn)。

其次，電池是電動汽車的能量儲存裝置，直接決定著汽車的續(xù)航里程，我們主要從兩個角度評價電池:一是能量、二是功率，前者是指同等質(zhì)量的前提下，能量越高的電池在運轉(zhuǎn)的過程中，就能釋放更多電能去維持電動汽車的運轉(zhuǎn)，那么汽車的續(xù)航里程也會更長。后者是指同樣時間的前提下，功率越高的電池能夠釋放出更多的能量，能夠有效滿足汽車大功率運轉(zhuǎn)的需求。目前常見的動力電池對比如表3所示:

分布式驅(qū)動電動汽車都包含了幾個電機，這在某種程度上提升了汽車系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果某一個電機出現(xiàn)故障的話，汽車系統(tǒng)便會自動重構(gòu)工作的方式，將電力內(nèi)驅(qū)力分配在剩余驅(qū)動電機間，不僅能夠保障分布式驅(qū)動電動汽車的穩(wěn)定與安全，充分發(fā)揮出剩余驅(qū)動力的價值，使得汽車系統(tǒng)仍然能夠運行。

2 分布式驅(qū)動電動汽車關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 懸架集成

分布式驅(qū)動電動汽車最主要的特征就是每一個車輪都能夠單獨制動、轉(zhuǎn)向等，為了方便調(diào)整汽車輪距、軸距等，因此，可以將懸架和車輪做成一個懸架總成，將懸架總成按照汽車設(shè)計圖紙安裝在汽車車架上，從而能夠更好的調(diào)整汽車車輪的位置。懸架總成的元件主要包括減震器、導向機構(gòu)、輪速傳感器等，這一懸架采用雙縱臂的形式，中間留有比較大的空間，使得汽車能夠安裝主動懸架減震器。還有懸架總成支架主要通過鉸鏈連接內(nèi)外，使得傳感器能夠測量內(nèi)外兩部分的力，還有減震器上安裝了垂向力傳感器，通過力學分析，促進能夠得到橫向力、縱向力。這種測量方法與輪胎六分力傳感器相比，雖然丟了一些精度，但是安裝成本比較低，能夠有效降低汽車的建造成本。還有在懸架集成上安裝了專門的轉(zhuǎn)向機構(gòu)，利用絲杠螺母機構(gòu)能夠?qū)㈦姍C轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向平動再轉(zhuǎn)動，這一轉(zhuǎn)向機構(gòu)有利于提升懸架的獨立性，各個汽車懸架之間也相互獨立，能夠?qū)崿F(xiàn)汽車四輪轉(zhuǎn)向、原地轉(zhuǎn)向等。

2.2 車架結(jié)構(gòu)

分布式驅(qū)動電動汽車的車架結(jié)構(gòu)有所差異，本文重點討論“縱梁+懸架總成”，主要的結(jié)構(gòu)有電控主缸系統(tǒng)、強電控制器等，通過螺栓將汽車縱梁、零部件以及懸架連接在一起，方便調(diào)整汽車零部件的位置，尤其是電源位置。分布式驅(qū)動電動汽車的具體參數(shù)，如表1所示:

2.3 電氣系統(tǒng)

1.1.3 能夠?qū)崿F(xiàn)一體化控制車輛的目的

分布式驅(qū)動電動汽車最主要的發(fā)展發(fā)展之一就是電子控制系統(tǒng)的融合與協(xié)調(diào)，比如ESC、AFS、ACC等。對于傳統(tǒng)汽車來說，不同的電子控制系統(tǒng)有不同的控制方式，這在某種程度上就增加了汽車協(xié)調(diào)控制的難度，給駕駛員帶來了不好的體驗。對于分布式驅(qū)動電動汽車來說，最主要的動力源就是電機，駕駛?cè)藛T對于單一電機進行控制，能夠有效解決電動汽車運行系統(tǒng)不協(xié)調(diào)的問題，使得分布式驅(qū)動電動汽車的操作系統(tǒng)能夠更加便捷，這有利于提升分布式驅(qū)動電動汽車操作的可靠性。

在組織關(guān)系比較弱散的農(nóng)村，各級政府的資金、政策等無法直接對接分散的村民，需要村干部將政策學習領(lǐng)會以后，再傳達給村民，因此，村干部的素質(zhì)和人格魅力決定了村民對政策理解的程度，進而影響村民對閑置宅旅游開發(fā)的意愿和積極性。

第一眼看到寶貝第一鎧甲艦隊PLUS這款安全座椅時，不論它的顏色還是細節(jié)設(shè)計，都給人一種安全感，并且材質(zhì)也很安全，即使新打開包裝時也沒有任何的異味。值得一提的是，也是最最關(guān)鍵的一點就是寶貝第一鎧甲艦隊PLUS這款安全座椅設(shè)計特別體貼，在使用ISOFIX接口安裝時只要對準汽車錨點輕松一推就安裝好了，并配合使用上拉帶固定，連接到位后由灰色變成綠色指示就說明安裝正確了，反之則表示沒有正確安裝。安裝輕松又便捷，像我們這么神經(jīng)大條的家長都能覺得順利安裝，各位家長們還在等什么，趕緊買買買吧。

分布式驅(qū)動電動汽車利用4組懸架進行制動，每一個制動機都會安裝一個專門的控制器，兩個電機合用一個電池，這種設(shè)計不僅能夠提升汽車的動力電池，使得電池能夠儲存更多的電能，這有利于提升電動汽車的續(xù)航里程。還可以將電動汽車里的強電控制集成模塊形成一個強電控制器，利用雙刀來控制兩路，為電動汽車的電機供電，這有利于提升電動汽車各個系統(tǒng)的安全性。還有在每一個繼電器上都安裝了專門的電阻和二極管，以此來保護電動汽車的繼電器。

2.4 整車控制器

整車控制器是電動汽車的核心控制部件，主要包括接受傳感信號、運行上層控制算法、控制驅(qū)動電機控制器等，電動汽車控制器由主控制器和從控制器組成，兩者之間通過CAN進行通訊，整車控制器的核心部件是微控制器，它最主要的功能是采集信號、輸出信號等，比如英菲凌XC2265N芯片，這個芯片包含了16個微處理器、32KB的RAM、擁有3路CAN、16路AD等。不管是主控制器，還是從控制器，都是非常復雜的控制系統(tǒng)，各個模塊之間也相互獨立，為了能夠方便控制，才安裝了電機控制器。在電動汽車上安裝了專門的線路板，避免出現(xiàn)主控制器和從控制器線路連接混亂的問題。

2.5 液壓線控制動系統(tǒng)

液壓線控制系統(tǒng)最主要的功能就是提供液壓制動力，本文采用電控主鋼系統(tǒng)+液壓謝孔調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中電控主缸系統(tǒng)的動力源是直流有刷電機，利用絲杠螺母機構(gòu)使得主缸能夠產(chǎn)生壓力，當壓力增加的時候，電機能夠朝著正向運轉(zhuǎn)，再通過壓力傳感器來測量壓力，再利用電機進行反饋控制。還有液壓線控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)件主要包括高速開關(guān)閥、制動管路等，最主要的功能就是控制制動液的流動方向，再利用傳感器來測量汽車的液壓力，根據(jù)測量結(jié)果來調(diào)節(jié)汽車的運行狀態(tài)，使得汽車能夠平穩(wěn)。

3 分布式驅(qū)動電動汽車未來發(fā)展

首先，分布式驅(qū)動電動汽車最主要的動力源便是電機，這在某種程度上增加了車載質(zhì)量，對于汽車的平穩(wěn)安全運行造成了不利的影響。為了能夠提升分布式驅(qū)動電動汽車的可靠性，技術(shù)人員可以利用懸架系統(tǒng)抑制輪轂來降低車載負效應(yīng)，這有利于提升分布式驅(qū)動電動汽車的穩(wěn)固性與舒適性。因此，在未來，應(yīng)該開發(fā)出線控子系統(tǒng)分布式驅(qū)動底盤和適應(yīng)性懸架系統(tǒng)。還有現(xiàn)有的分布式驅(qū)動電動汽車電子零部件設(shè)置的空間有限，再加上其運轉(zhuǎn)和工作的環(huán)境相對來說比較惡劣，為了能夠提升分布式驅(qū)動電動汽車運行的穩(wěn)定性，技術(shù)人員可以采取一體化集成設(shè)計以及控制方法，研發(fā)出一款高質(zhì)量的電機系統(tǒng)。電機系統(tǒng)所涉及的專業(yè)領(lǐng)域和內(nèi)容很多，比如機電領(lǐng)域、熱能領(lǐng)域等，電機運行的環(huán)境非常復雜，如果電機運轉(zhuǎn)的速度、轉(zhuǎn)矩控制不好，很容易導致汽車出現(xiàn)運行不穩(wěn)定、不安全的現(xiàn)象。因此，在未來，應(yīng)該開發(fā)出合適的減速系統(tǒng)和大扭矩電機，利用電機結(jié)構(gòu)形式和工藝去提升電機轉(zhuǎn)矩的密度。

其次，分布式電動汽車的輪胎作用力呈現(xiàn)出非線性、強耦合的特征，整個輪胎的狀態(tài)的各個參數(shù)構(gòu)成了非線性高數(shù)，各個方向之間存在著非常復雜的耦合關(guān)系。如何利用電機反饋信息來改善汽車的狀態(tài)，這個問題困擾著許多專家和學者，針對這一問題，有一些專家學者提出分布式電動汽車可以在電機能力輸出范圍之內(nèi)實現(xiàn)精確控制動力矩、軸矩，能夠?qū)㈦姍C內(nèi)驅(qū)力有效地分配，這有利于提升分布式電動汽車的經(jīng)濟性。還有分布式驅(qū)動電動汽車最主要的發(fā)展方向就是全線控底盤，將線控驅(qū)動和線控轉(zhuǎn)向集為一體，為車輛底盤集成控制提供了足夠高的自由控制度，但是由于汽車各個子系統(tǒng)之間的相互影響，最關(guān)鍵的一點就在于如何控制底盤子系統(tǒng)的解耦，在未來，一定要綜合考慮汽車耦合時變、擾動等各個因素，以此來實現(xiàn)協(xié)同控制汽車底盤的目的，以此來提升汽車運行系統(tǒng)的可靠性。

依據(jù)CCUS技術(shù)的研發(fā)進展，預(yù)計2035年，第一代捕集技術(shù)的成本及能耗與目前相比降低15%～20%；2045年前后，第二代捕集技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用，成本及能耗將比第一代技術(shù)降低10%～15%；2050年，CCUS技術(shù)實現(xiàn)廣泛部署，建成多個CCUS產(chǎn)業(yè)集群。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文重點分析的分布式驅(qū)動電動汽車的優(yōu)勢以及關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)之上分析分布式驅(qū)動電動汽車未來發(fā)展方向，我們國家應(yīng)該重點研究分布式驅(qū)動電動汽車的開發(fā)技術(shù)，以此來地推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

[1]李志輝.電驅(qū)系統(tǒng)能量分布及電機溫升特性研究[D].吉林大學,2021.

[2]劉璇,王子航,張桐瑞,等.港口重載AGV橫向穩(wěn)定的優(yōu)化控制策略[J].華南理工大學學報(自然科學版).2021,49(8).113-121.

[3]薛昊淵,連晉毅,王嘉侖,等.阿克曼轉(zhuǎn)向模型的改進及其電子差速控制仿真[J].汽車實用技術(shù).2020,(10).118-121.

[4]姜濤.前后軸獨立驅(qū)動電動汽車轉(zhuǎn)矩控制策略研究[D].北京交通大學,2019.