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四电机驱动技术解析及电驱和新能源汽车的新发展形势

01四电机驱动技术解析

四电机驱动分为三种形态：集成式四电机驱动、轮边式四电机驱

动和轮毂式四电机驱动，其中轮毂式四电机驱动又可分为内转子式和

外转子式。比亚迪“易四方”平台属于集成式四电机驱动范畴。

各类四电机驱动架构示意图

生理信集成式四电机驱动：四电机驱动的初级形态号的内容

技术原理：前后两组驱动系统未能实现横向机械解耦，前驱动系

统和后驱动系统分别由两个电机集成在一起，通过减速器减速增扭

后，与传动轴连接，可独立控制车轮。相比传统双电机四驱，取消差

速器，轮间转速差和动力分配可控制电机自由调节。

技术难点：电机协同控制是首要难题。四个高转速电机独立驱动

四个车轮，考验车身稳定性，影响轮胎寿命，尤其在起伏或转向等路

面，对传感器精度、信号传输速度、控制计算、驱动执行等要求更高。

在机械强度、电磁兼容、低速温升管理等也面临挑战。

技术趋势：提升自动驾驶执行层性能，推动自动驾驶技术发展。

自动驾驶执行层中最重要系统是电驱动和转向。四电机驱动融合驱动

与转向，实现车轮驱动和转向的双重动力源作用，更易于控制，同时，

配合自动驾驶软件算法，提升动力系统控制精度，可进一步拓展更多

自动驾驶场景。

轮边式四电机驱动：聚焦商用车特定领域

技术原理：四个驱动电机实现横向机械解耦。四个驱动电机独

立分布于车轮内侧。电机与减速器集成，减速器与车轮连接。相比于

集成式，轮边式四电机驱动由于取消传动轴，传输效率更高。

技术难题：受制于现阶段电驱系统体积功率密度，轮边电机布

置在车轮内侧，电机布置在车轮内侧与悬架等会产生一定空间占用，

因此轮边驱动系统目前仅应用在商用车领域。

技术趋势：受制于结构影响，在乘用车领域应用难度大；可利

用轮边驱动的特点，在特定领域发挥优势。

轮毂式四电机驱动：四电机驱动的最终形态

技术原理：轮毂式四电机驱动可分为内转子电机和外转子轮毂

电机两类。内转子的电机、电控、刹车片等集成在轮毂内，与轮边式

驱动原理类似。外转子采用低速电机，无减速装置，转速与车轮同步，

通常在800-1500r/min。

技术难题：对于内转子轮毂电机：①由于电机、电控、刹车片

等集成在轮毂内，刹车时会产生高温，将热量传递到电机和控制器，

导致永磁同步电机退磁，影响电机耐久性。②毂内空间狭小，要求电

机体积小转速高。高转速对减速器提出更高要求，导致其结构更复杂，

难以实现对减速器的有效润滑。

对于外转子轮毂电机：①由于无减速增扭装置，在过载工况下，

需大电流，产生高温，易损坏电池及电机永磁体。②四电机相对独立，

且无减速调节，对协同控制精度要求更高；③恶劣的使用环境对电机

密封要求更高。

另外由于轮毂电机集成到轮毂内，会加重簧下质量，损伤悬架灵

活性，影响舒适性。

技术趋势：①轻量化解决轮毂电机簧下质量问题，轮毂电机通过

扁线、增材制造等技术的应用，提高电机功率密度，实现轻量化。②

集成化解决轮毂电机轮毂内集成问题，通过电驱系统的深度集成和油

冷技术，提高集成化和内部散热问题，实现集成化。③提升线控驱动

性能，推动滑板底盘发展。滑板底盘由线控底盘发展而来，在产业模

式有所创新。轮毂驱动系统传动路径短，机械连接少，因此驱动系统

的线控在响应时效性和精准度方面有质的提升。

02电驱系统发展趋势：由电驱本体技术升级向电驱与整车融合

升级发展

近三年电驱本体技术快速发展，从零部件角度来看，扁线电机、

油冷、SiC功率模块等技术进步较快；从系统角度来看，三合一已成

主流，六合一、八合一大规模装车。随着技术逐渐成熟，本体部分升

级潜力有限，但行业对电驱技术的应用和理解将更加深刻。电驱本体

与整车融合升级，将成为新一轮的技术突破口。

智能扭矩控制

电驱的控制更精准，车身状态识别和动力控制能力大幅提升。

传统燃油车的状态识别通过轮速传感器实现。轮速传感器识别帧率基

本在32次或48次（车轮旋转每周），在传感器识别到异常时，ESP

（车身稳定系统）介入，调整输出扭矩，保持车辆稳定。而在新能源

汽车领域，电机旋变传感器可充当轮速传感器职能，识别帧率4096

次以上，识别精度提升300倍以上，可在轮胎出现异常尚未打滑时提

前介入控制，并可进行扭矩转移、降低