传统燃油车与电动车越野环境应对能力分析
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更新时间: 2023/01/11

目前市场上知名度较高的越野车型均是基于传统燃油车的四驱车型,硬派越野车型如奔驰大G、Jeep牧马人、路虎卫士、普拉多、H9等,城市越野车型如哈弗大狗、路虎极光、吉普自由光等,类似车型均是基于传统动力架构实现四轮驱动,强调动力性与脱困能力,燃油经济性通常较差。


然而,伴随越来越严苛的整车排放要求,电动车占比快速增加,电动车具备不同的结构特点及动力特性。那么,电动车四驱车能否像传统燃油四驱车一样适应越野环境,满足用户越野需求?本文将从几个维度对比分析。


01、动力结构区别


传统燃油车的动力源只有一个,为实现四轮驱动,传动系统至少需要一根传动轴,四根半轴,同时,前后扭矩的分配需要专门的机械机构,如扭矩管理器、分动箱、中央差速器等。基于电动平台的车型,则采用前后独立的动力总成,四驱布置灵活,为实现四轮驱动,传动系统仅需要增加驱动半轴。


传统四驱与电动四驱实现四驱的机械结构差异较大,不同的结构差异带来了不同的性能区别。对于传统四驱车型,因两驱与四驱的动力源是唯一的,在总输出扭矩不变的情况,四驱相对两驱的百公里加速时间不会有明显变化(参考RAV4、大狗等车型数据)。但是对于电动四驱,因动力源增加,整车所能获得的总输出扭矩加大,可以充分利用前后轴的驱动附着能力,整车动力性提升十分明显,通常百公里加速时间提升30%以上(参考比亚迪汉、特斯拉等车型数据)。


同时,在两驱与四驱模式切换方面,传统四驱与电动四驱切换方式具有较大差异。传统四驱切换主要依靠分动箱、扭矩管理器等产品切换,通过机械零件物理连接或断开实现,切换性能受机械机构影响较大。电动四驱实现两驱与四驱的切换相对简单,主要依靠前后扭矩控制实现,通过控制系统分配前后动力扭矩,切换性能受控制策略影响大。


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1  传统四驱动力结构


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2  基于前驱的传统四驱动力结构


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3  电动四驱动力


02、动力特性区别


传统燃油车发动机,其功率被限制在一定范围内(nmin-nmax),并具备扭矩储备(10%-20%),且额定功率接近峰值功率,理论上额定功率可持续输出。同时,其扭矩具备攀升特性,低速起步时先是输出不大的扭矩,随着转速的上升,扭矩也逐渐地增加,峰值扭矩出现在较高转速点。这种功率扭矩特性,使其可以持续大功率输出,利于长爬坡工况,但是低速不能最大扭矩输出的特点,不能满足低速越野工况对大扭矩的需求,所以越野车一般搭载的都是大排量发动机及大速比变速箱。



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发动机功率扭矩曲线


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 5 电机功率扭矩曲线


相比燃油车发动机,电动车电驱动功率扭矩特性有较大差异,具备高速恒功率的特性,在散热条件允许的条件下可以短时间超载使用。额定功率普遍只有峰值功率的一半,不能用峰值功率进行持续输出。同时具备低速恒扭矩的扭矩特性,在刚起步时就可以输出最大扭矩,伴随转速的逐渐升高,扭矩反而是逐渐呈衰减的趋势。这种功率扭矩特性,使得电机可以瞬间爆发全部扭矩,利于冲破工况,但是由于峰值功率不能长时间行驶,不利于长爬坡工况。同时,在某些易打滑的沙地雪地工况,为保证整车的稳定性,需在控制上防止扭矩过高出现打滑。


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03、涉水防磕碰能力


传统燃油车因为没有高压系统及复杂的高压电路,专业的越野爱好者为改善其涉水能力,往往只需采用防止进气口进水,保护低压电器系统等措施。又由于底盘多为纯机械结构零件,防磕碰能力较强,或者说万一不小心碰坏,风险及维修成本较低。


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然而,基于高压平台动力的车型,存在动力电池和复杂的电路。并且,高压动力电池一般布置在地板下方,电池面积很大,一般覆盖整个地板。尽管动力电池目前基本都能达到IP67级别防水,但电池的高能量密度伴随着稳定性的降低,在机械载荷下(磕碰或托底)热失控风险加大,相比传统车涉水及防磕碰能力下降。


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04、续航抗寒区分


传统硬派越野续航普遍在500-800km之间,从数据上看,与在售纯电动车型宣称的续航能力相差无几,然而,当我们将其放到户外越野环境,会有不一样的结论。燃油车续航受极寒影响较小,且国内加油站分布广泛,加油方便,用户无里程焦虑。同时,燃油越野车一般可以改装副油箱,延长续航里程,即使遭遇极端情况,在野外环境出现续航不足无法返回的问题,可以通过加注燃油进行临时救援,这些都将用户的户外越野焦虑降到了最低。当电动车型面对户外越野环境时,用户面临的问题往往变得不一样,首先,高原高寒的气候变化中,动力电池很容易发生充电困难、电池续航大幅度衰减甚至罢工,并且野外环境充电十分不便,一旦续航不足以返回,救援十分困难,里程焦虑高。


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传统越野车续航体验 


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 典型纯电动车续航统计


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05、总结


下图为笔者对燃油四驱、纯电四驱、增程四驱在某些方面的对比总结,


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基于发动机的传统燃油四驱车型,毫无疑问高强度越野长爬坡极寒等越野领域具备先天优势,基于电机的电动四驱车型在冲破、湿滑路面操控稳定性、轴间打滑脱困等工况优于燃油车同时面临野外续航能力不足等短板。


面对日益增长的户外用车需求,打造具备一定越野能力的电动四驱车型,一定成为的竞争领域,电动四驱车如何扬长避短,真正满足用户越野需求,将考验各个尝试进入该领域的车企