汽車線控驅動技術分析1 線控驅動系統發展現狀
針對內燃機汽車，線控油門系統已取代傳統油門系統，市面上99%以上的車型都配線控油門系統；
針對新能源汽車，目前主流的驅動方案有集中電機驅動和分步電機驅動，目前集中電機驅動方案得到了大量的 應用，但正朝著以輪邊和輪轂電機為代表的分佈電機驅動形式發展。
集中電機驅動
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單電機驅動結構主要由電動機、減速器、傳動半軸和差速器等結構組成，無需離合器和變速器，因此機艙空間可以壓縮到非常小；
雙電機驅動結構主要由電動機、減速器、傳動半軸等結構組成，透過驅動單元來驅動兩側車輪，可以提供較大扭矩，雙電機驅動方案一般透過電子程式來控制兩輪間的差速來控制轉向。
分佈電機驅動
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輪邊電機驅動系統透過電機加 減速器組合對驅動輪單獨驅動， 且電機不整合在車輪內。電機與固定速比減速器一起安裝在車架上，減速器輸出軸透過萬向節與車輪半軸相連驅動車輪。
輪轂電機驅動系統分內轉子式與外轉子式，外轉子式採用低速外轉子電機，無減速裝置，車輪的轉速與電機相同；內轉子式則採用高速內轉子電機， 在電機與車輪之間配備固定傳 動比的減速器。
2 線控驅動系統結構
線控油門系統由油門踏板、踏板位移感測器、電控單元、資料匯流排、伺服電動機和節氣門執行機構組成；
線控驅動系統由電子控制單元（ECU）、功率轉換器、驅動電機、機械傳動系統、驅動輪等組成。
線控油門系統結構
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線控油門系統是透過ECU來調整節氣門的，其油門踏板產生的位移數 據彙總到ECU，以前單純的以踏板力度控制的節氣門變成了由資料計算後給出的最佳化好的節氣門開合度，從而提高的燃油經濟性。
線控驅動系統結構
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純電動汽車的總體結構與傳統汽車基本一致，只是在動力驅動、能源儲存與供給等關鍵系統、關鍵部件上與傳統汽車有著極大的區別。
針對新能源汽車的線控驅動系統結構主要分為集中式驅動、中央傳動驅動及分散式驅動三種類型。目前，電驅 動橋技術、輪邊減速驅動、輪轂電機直接驅動技術是主流結構。
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3 線控驅動工作原理
線控油門是透過電纜或線束來控制節氣門的開度，從表面看是用電纜取代了傳統的油門拉線，但實質上不僅僅 是簡單的改變連線方式，而是能對整個車輛的動力輸出實現自動控制功能 。
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當駕駛員需要加速時踩下油門，踏板位置感測器就將感知的訊號透過電纜傳遞給 ECU，ECU根據此位置訊號判斷駕駛員的駕車意圖，並參考發動機轉速感測器、進 氣壓力感測器及其他相關感測器的電訊號，得到最佳的節氣門開度引數，然後與當 前節氣門位置進行比較，當節氣門的開度與最佳開度引數不一致時，便輸出控制訊號，控制節氣門驅動電機工作，將節氣門調整到目標開度。
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純電動汽車的驅動控制透過嵌入到整車控制器中的控制策略程式來實現，根據各感測器輸入訊號判斷車輛所處 的工況並決策各工況下驅動電機的目標轉矩，然後透過CAN匯流排將目標值傳送給電機控制器（MCU），電機 控制器根據接收到的命令對電機進行控制，以保證車輛的正常行駛。
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針對整車控制器，控制策略的輸入訊號有加速踏板開度、制動踏板開度、實際擋位、車速、電機轉速、電機轉矩以及電池SOC訊號等，這些訊號 經過處理後經由CAN匯流排傳入整車控制器，為驅動控制策略的判斷和運 算提供依據。
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整車控制器輸出扭矩指令訊號給到電機控制器MCU，電機控制器 MCU輸出電機的實際扭矩；為確保扭矩安全，根據能量守恆原理， 利用電機控制器的有功輸出平衡原理，實現電機實際扭矩輸出的監 控。電機控制器MCU控制演算法為轉子磁鏈定向向量控制方式。
4 線控驅動系統特點分析
線控油門系統相比傳統機械油門系統，不但系統質量輕，還可以和油壓、發動機溫度和廢氣再迴圈等資訊更密 切的結合，有助減少耗油量和廢氣排出；
線控驅動系統分為集中式驅動和分散式驅動兩種，這兩個系統各有優缺點。
線控油門驅動優點：
（1）減少了機械組合 零件，系統質量更輕；
（2）可以和油壓、 發動機溫度和廢氣再迴圈等資訊有更密切的電子訊號結合，有助減少耗油量和廢氣 排出；
（3）節氣門開度被簡化成電子資訊，有助於提高各項系統的溝通效率；
缺點：成本更高、有一定延遲效果、可靠 性不如機械式油門。
集中式驅動優點：
（1）結構緊湊，便於處 理電機冷卻、振動隔振以及電磁干擾等問 題；
（2）整車總佈置形式與內燃機接近， 前艙熱管理、隔聲處理以及碰撞安全性與原車接近或者容易處理。
缺點：通常要求使用高轉速大功率電機， 對電機效能要求高，也具有傳動鏈長，傳動效率低的缺點。
分散式驅動優點：
（1）整車佈置的靈活性和車身造型設計的自由度增大，易於實現同底盤不同造型產品的多樣化；
（2）機械傳動系統部分減少或全部取消，可簡化驅動系統；
（3）電機驅動力矩響應迅速，正反轉靈活切 換，驅動力矩瞬時響應快，惡劣工況的適應 能力強；
（4）更容易實現電氣制動、機電覆 合制動及再生制動，經濟性更高，續駛里程 更長；
（5）在行駛穩定性方面，透過電機力 矩的獨立控制，更容易實現對橫擺力矩、縱向力矩的控制，從而提高整車的操縱穩定性及行駛安全；
缺點
（1）分佈電機驅動為滿足各輪運動協調， 對多個電機的同步協調控制要求高；
（2）電機的分散安裝佈置提出了結構佈置、熱管理、電磁相容以及振動控制等多方面的技術難題。
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5 L3/L4/L5級別下線控驅動技術
隨著電動車技術的不斷成熟，對電氣化零部件要求將日益提升，也正推進線控驅動技術由集中式驅動向分散式 驅動不斷髮展。目前線控驅動正處於集中式驅動分佈的階段，未來隨著自動駕駛及電氣化水平的提高，以輪邊 和輪轂電機為代表的的分散式驅動技術方案將得到大量應用。
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在L3/L4級別自動駕駛情況下，新能源汽車線控驅動架構將以中央傳統驅動為主。中央傳動驅動有四種佈置方 式：（1）發動機+後橋電機；（2）發動機+雙電機（帶發電機）；（3）發動機+雙電機（不帶發電機）； （4）發動機+三電機。
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另外，發動機+雙電機/三電機作為電驅動橋技術的另外一種方案，同樣透過傳統驅動和電動驅動實現四驅執行， 具有前驅、後驅及四驅自動切換、良好的動力效能和彎道操控效能等優點，但技術要求較高且結構非常複雜。
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雙電機全輪驅動技術極大地簡化整車結構佈局，擁有更多的整車佈置空間、更好的加速效能和操控體驗。然而， 存在的最大的難題主要是對電控系統要求非常高。
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在L5級別的自動駕駛下，以輪邊電機和輪轂電機為代表的分散式驅動形式將成為主流；
輪邊減速驅動技術高度整合電機、減速器機構及輪轂等部件，具有傳動系統簡潔、質量輕、傳動效率高、爬坡 效能好及能量回收效率高等優點；但是也存在磨損較快、不易散熱、噪音大及對電控系統要求高等劣勢。
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輪轂電機驅動最大特點是動力、傳動、制動系統的高度整合，具有底盤結構大幅簡化、應用車型範圍廣、傳動 效率最高等特性。但是受制於技術成熟度的影響，目前存在車輛穩定性不足、複雜環境下使用面臨散熱、抗震 等諸多挑戰。
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