汽车线控驱动技术分析

1 线控驱动系统发展现状

• 针对内燃机汽车，线控油门系统已取代传统油门系统，市面上99%以上的车型都配线控油门系统；

• 针对新能源汽车，目前主流的驱动方案有集中电机驱动和分步电机驱动，目前集中电机驱动方案得到了大量的应用，但正朝着以轮边和轮毂电机为代表的分布电机驱动形式发展。

集中电机驱动

• 单电机驱动结构主要由电动机、减速器、传动半轴和差速器等结构组成，无需离合器和变速器，因此机舱空间可以压缩到非常小；

• 双电机驱动结构主要由电动机、减速器、传动半轴等结构组成，通过驱动单元来驱动两侧车轮，可以提供较大扭矩，双电机驱动方案一般通过电子程序来控制两轮间的差速来控制转向。

分布电机驱动

• 轮边电机驱动系统通过电机加减速器组合对驱动轮单独驱动，且电机不集成在车轮内。电机与固定速比减速器一起安装在车架上，减速器输出轴通过万向节与车轮半轴相连驱动车轮。

• 轮毂电机驱动系统分内转子式与外转子式，外转子式采用低速外转子电机，无减速装置，车轮的转速与电机相同；内转子式则采用高速内转子电机，在电机与车轮之间配备固定传动比的减速器。

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2 线控驱动系统结构

• 线控油门系统由油门踏板、踏板位移传感器、电控单元、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成；

• 线控驱动系统由电子控制单元（ECU）、功率转换器、驱动电机、机械传动系统、驱动轮等组成。

线控油门系统结构

• 线控油门系统是通过ECU来调整节气门的，其油门踏板产生的位移数据汇总到ECU，以前单纯的以踏板力度控制的节气门变成了由数据计算后给出的优化好的节气门开合度，从而提高的燃油经济性。

线控驱动系统结构

• 纯电动汽车的总体结构与传统汽车基本一致，只是在动力驱动、能源储存与供给等关键系统、关键部件上与传统汽车有着极大的区别。

• 针对新能源汽车的线控驱动系统结构主要分为集中式驱动、中央传动驱动及分布式驱动三种类型。目前，电驱动桥技术、轮边减速驱动、轮毂电机直接驱动技术是主流结构。

3 线控驱动工作原理

• 线控油门是通过电缆或线束来控制节气门的开度，从表面看是用电缆取代了传统的油门拉线，但实质上不仅仅是简单的改变连接方式，而是能对整个车辆的动力输出实现自动控制功能。

• 当驾驶员需要加速时踩下油门，踏板位置传感器就将感知的信号通过电缆传递给 ECU，ECU根据此位置信号判断驾驶员的驾车意图，并参考发动机转速传感器、进气压力传感器及其他相关传感器的电信号，得到最佳的节气门开度参数，然后与当前节气门位置进行比较，当节气门的开度与最佳开度参数不一致时，便输出控制信号，控制节气门驱动电机工作，将节气门调整到目标开度。

• 纯电动汽车的驱动控制通过嵌入到整车控制器中的控制策略程序来实现，根据各传感器输入信号判断车辆所处的工况并决策各工况下驱动电机的目标转矩，然后通过CAN总线将目标值发送给电机控制器（MCU），电机控制器根据接收到的命令对电机进行控制，以保证车辆的正常行驶。