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电动汽车漂移技术：实现原理、控制系统与应用

2024-12-02 09:28:34·  来源：汽车电子与软件  作者：北湾南巷  
　

随着电动汽车（EV）技术的进步，高性能电动车在驾驶乐趣上逐渐接近甚至超越传统内燃机车，而电动车漂移功能则是其一大亮点。漂移功能不仅提升了驾驶体验，更展示了电动车在操控性和电子控制系统上的优势。

01、电动车漂移功能的基本原理

漂移是一种在弯道中通过扭矩控制与动力分配，使车辆尾部产生侧滑的驾驶技术。在传统燃油车中，漂移依赖于内燃机动力传递至驱动轴上的快速调节。而电动车的电机具备瞬时的响应特性，这使得它在漂移控制上具有独特的优势。电动车漂移的核心原理在于通过扭矩的精确控制和动态分配，促使车轮在抓地力较低的情况下实现侧滑。

1.1 电动车漂移功能的技术实现

漂移过程中的控制主要依赖以下三点：


1.电机扭矩的快速响应和实时调整；

2.独立车轮的牵引力分配；

3.车辆稳定性系统在漂移过程中的动态协助。


电动车的漂移功能主要依赖以下几个技术要点：

  • 电驱动系统的扭矩控制： 电动车中使用的电动机能够在极短时间内提供和调整扭矩。这种高响应速度使得电驱动系统可以迅速调节驱动力输出，从而在车辆进入漂移状态时提供精确的动力分配。 
  • 动力分配系统： 电动车使用的动力分配系统，能够独立控制各车轮的动力输出。这使得车辆在漂移中能够灵活调节不同车轮的扭矩，以实现平衡车身和保持车尾的滑移状态。
  • 高级稳定性控制： 电动车中的电子稳定程序（ESC）在漂移模式下会调整为适度介入或完全关闭，以减少对车辆动力输出的限制。通过调整系统算法，驾驶者可在漂移中拥有更多自由操作空间，但仍在特定情况下维持车辆稳定。


    • 1.2 关键技术与支持系统

  • 智能传感器与实时数据反馈：为了保持车辆在漂移时的可控性，车辆配备了轮速传感器、加速度计、陀螺仪等传感器。这些传感器实时收集数据并通过控制单元进行处理。控制系统在漂移过程中分析这些数据，以便及时调节动力分配和车身姿态。
  • 软件算法与扭矩矢量控制：漂移模式依赖于复杂的软件算法，这些算法用于扭矩矢量控制系统来分配动力输出。电动车能够根据传感器的实时数据快速调整每个车轮的动力，帮助驾驶员在漂移中保持控制。某些车辆甚至允许用户通过车内系统调节漂移设定，如动力分配的比例、稳定性辅助强度等。
  • 电动四轮驱动（AWD）：许多高性能电动车采用双电机或多电机配置，以实现全轮驱动。AWD系统在漂移模式下允许车辆灵活地分配前后轴的动力输出，使驾驶员可以通过调节油门和方向盘来完成漂移动作。


    • 1.3 电动车漂移的优势与挑战

    优势

  • 即时扭矩响应：电动车电机在低转速时即可提供最大扭矩，并且响应速度远超内燃机。通过瞬时调整电机扭矩，漂移时的动力调节更为流畅精确。
  • 高精度动力分配：多电机配置和电子控制系统使得每个车轮的动力分配更加精准，可以在车辆高速侧滑时确保抓地力和车辆稳定。
  • 高安全性：电动车的漂移功能可通过多重传感器数据，结合ESC等系统，确保驾驶员在享受漂移的同时，保持一定的安全性和可控性。

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    挑战

  • 轮胎磨损：漂移会加剧轮胎的磨损，尤其在漂移功能频繁使用时，轮胎的寿命将大幅缩短。电动车漂移的高扭矩输出对轮胎的抓地力提出更高要求，轮胎的耐用性成为需要解决的问题。
  • 电池管理和热管理：电动车漂移功能需要高扭矩输出，对电池和电机的热管理提出更高要求。长时间漂移可能会导致电池快速耗电、温度升高，影响电池寿命和性能。
  • 控制系统复杂性：电动车漂移需要在高负载条件下对扭矩和抓地力进行精准控制，因此控制系统的算法开发难度较高，需要大量的测试和调优。


    • 02、实现算法介绍 

    华为提供了一种实现自动漂移的电动汽车控制方法（申请号 202411169783 .6），涵盖了多个方面的知识点，以下将进行细致分析：

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    2.1 自动漂移的实现原理

    漂移的定义和作用：漂移是指车辆部分轮胎失去抓地力，车身在较大侧偏角下转向，用于实现小半径转弯，满足赛车、驾驶乐趣、狭窄区域转向等需求。          


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    传统漂移的局限性：需要驾驶员熟练掌握驾驶技巧，普通驾驶员难以实现。

    本方案的优势：通过制动系统控制后轮制动力，降低后轮抓地力，实现自动漂移，无需驾驶员复杂操作，降低了漂移操作门槛，提高了驾驶体验。


    2.2 系统组成        



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    中央控制器：负责接收传感器信号，控制轮端制动装置输出制动力，并实现自动漂移控制逻辑。

    轮端制动装置：安装在车轮处，用于向刹车盘输出制动力。

    驱动系统：向车轮输出驱动力，控制车辆行驶。

    传感器：包括油门踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘角度传感器、车速传感器和转向角度传感器等。

    电子稳定控制系统（ESP）：提高车辆操控表现，防止车辆失控。

    漂移按键：用于启动和关闭自动漂移模式。


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