特斯拉的出現成功激起了傳統豪華品牌的斗志,雖然晚了很多年,但保時捷、奧迪、奔馳這三位帶頭大哥總算是陸續推出了可匹敵 Model S/X 的量產車型。不過因為每家的策略不同,搭載的傳動系統各有千秋,特殊的零部件和特別的功能交織在一起形成了明顯的產品差異化。
各家的電動汽車平臺盡管名稱不一樣,譬如大眾集團是 MEB,奔馳的叫做 MEA,保時捷使用的則是傳承至 MEB 的 PPE 平臺,但萬變不離其宗,底盤之上最關鍵的自然是電動機和電池組。你可能想了解得更深一點,因為內飾地板下發生著的化學物理現象造就了電動汽車的種種奇妙。
要知道,電流是沒辦法被「儲存」在電池內的,但電能卻可以被電池內的化學物質「鎖住」。電池的兩極分別由不同種類的金屬組成,中間填充著電解液,它的作用是保證其中氧化還原劑的穩定性,通電后形成電流,將化學能轉化為電能。
奧迪位于布魯塞爾的電池總裝車間 | Audi
如果有機會親自看看動力電池組的拆解過程,你會發現碩大的電池包是由獨立的電芯通過串并聯的方式結合在一起的,并增加了水冷、電池管理、模塊連接器等復雜的控制系統。而有了電之后,考慮的就是如何讓汽車這么重的鐵疙瘩動起來的問題了。
傳統燃油車靠內燃機提供動力,電動機則完全仰賴電動機的驅動。電動機是把電能轉換成機械能的一種設備,它利用通電線圈產生旋轉磁場并作用于轉子鼠籠式式閉合鋁框形成磁電動力旋轉扭矩。按照使用電源的不同,電動機又分為直流和交流兩種。
全新保時捷 Tycn Turbo S 車型搭載的 Performnce Bttery Plus 高性能鋰電池組,容量為 93.4kWh | Porsche
正因為應用了電動機的緣故,電動汽車相比傳統燃油車來說,它能夠瞬間輸出大的扭矩,最高可達 20000rpm,因此完全沒必要給電動汽車額外裝一臺變速箱或變矩器。此外,為盡可能的延長續航里程,大多數電動汽車的驅動系統都采用了能量回饋技術,即在汽車制動時,通過控制器將車輪損耗的動能反饋到電池中,并使電機處于發電狀態,將發出的電輸送到電池中。譬如,保時捷全新 Tycn 的能量回收功率高達 265 kW,90% 的日常制動僅由電機完成,無須用到液壓車輪制動器。?
保時捷 Tycn Turbo S 搭載的 800V 超高壓充電系統 | Porsche
讓跑車依然是跑車
雖然每臺電動汽車的基本構造都大同小異,但因為產品定位的差別,從而造就了不同車型在技術路線上的百花齊放。以保時捷最新發布的 Tycn Turbo 和 Turbo S 為例,它們依然繼承了保時捷家族產品運動高性能的特質,而為了保證用戶能夠享受到傳統跑車帶來的急速快感,Tycn 將系統電壓增至 800V,使用高功率充電網絡進行直流充電,理想條件下從電量 5% 充至 80% 僅需 22.5 分鐘,并支持高達 270kW 的充電功率。
全新保時捷 Tycn Turbo S | Porsche
除了電池系統創新外,保時捷 Tycn 在電機上也做了很多文章。Tycn Turbo S 和 Tycn Turbo 的前后橋分別配備一臺高效的永磁同步電機,電機定子的線圈采用了類似發叉密集的纏繞方式,有利于增加定子中銅的含量,從而實現更高效的能量傳輸。從下面這些數據不難看出 Tycn 這套電機系統的優勢:最大功率 460 kW(625 PS),最大扭矩 1050 Nm,最高車速 260 km/h,起步控制開啟時綜合功率高達 560 kW( 761 PS ) 的超增壓性能。
保時捷 Tycn Turbo S 上搭載的永磁同步電機 | Porsche
盡管從技術上來看不需要,但保時捷還是將一臺兩速變速箱放在了 Tycn 的后橋部分。一檔時,加速表現更快(起步后的 2.5 秒內可前進 28 米);二擋時,長的尺速比保證了性能輸出高效的同時也可以實現能量的節約,特別是在極速的情況下。這也體現了保時捷「極致性能」與「實用主義」的平衡抉擇。
讓單腳駕駛成為可能
EQC 是奔馳計劃三年內推出的 10 款純電動車型中的第一款。奔馳的目的是打造一輛開起來順滑同時又十分安靜的電動汽車,同時它還要與梅賽德斯的品質、安全、舒適保持一致。在奔馳看來,傳動系統要為敢于嘗試電動汽車的用戶提供一種「寧靜」的力量,EQC 同樣采用了前后雙電機的四驅系統,系統最大總輸出功率為 300kW,最大總扭矩為 730Nm,百公里加速為 5.1 秒。
「電動車型從來不需要擔心性能的問題。」擔任 EQC 傳動系統工程開發負責人的 Mrtin Hermsen 博士如是說。「如果要達到理想的續航,勢必需要配備大容量的電池,這意味著你有了足夠的能量儲備。所以問題的關鍵在于如何將這些能量的使用做到極致。我們將電機、逆變器和差速器封裝在一起,分別置于車輛的前后橋,系統可以根據用戶不同的駕駛模式進行電機工作的切換。開啟運動模式或者猛踩一腳油門,兩臺電機會同時介入。一般情況下只有前置電機在運行。」
奔馳 EQC 的傳動系統、鋰電池、車載充電器的排布方式 | 梅賽德斯-奔馳
?《羅博報告》的編輯在試駕過 EQC 之后表示,這是一輛駕駛體驗十分順滑的電動汽車。他們從哥本哈根出發一路開到柏林,在節能模式(eco mode)下竟然實現了 350 公里的續航。「如果你買了一輛電動車,肯定還是希望它能為環保貢獻一絲微薄之力的,而我們的目的也是如此。」Hermsen 博士指出。
EQC 上同樣設置了換擋撥桿,只不過它是為切換到能量再生模式(regenertion mode)準備的。當抬起加速踏板時,能量回收就開始了。在 D+模式,動能回收的過程就好比緩慢減速一般,不知不覺系統已經在將動能儲存到了 80kWh 的電池組里;D-模式下,減速力度增強,但同時回收的動能跟多;至于最強的 D--模式,你會發現車輛減速的力度更大,可能會讓開慣了燃油車的用戶開始覺得很奇怪,以為哪里出了問題,但其實這只不過是系統在拼命回收更多的能量而已。
在能量再生模式下,全程只用一個踏板開車也完全沒問題。只要應用得當,用戶完全不需要踩剎車也能夠行走自如。「借助大量的數據,包括對不同駕駛模式的研究以及車輛的攝像頭系統來實現更智能更高效的出行體驗。」Hermsen 博士如是說。最開始可能大家只是抱著試一試的心態,但用多了其實會變得像玩游戲一樣「讓人沉迷」。因為你會忍不住想看看每次能回收多少能量,自己堅持多久可以不踩剎車。
奔馳首款純電動車型 EQC |?梅賽德斯-奔馳
據奔馳官方披露的信息,到 2022 年旗下所有車型將全部或部分實現電氣化,而 EQC 這款車型的目的是希望幫助用戶實現從燃油車到純電動汽車的無縫過渡。而不管是對追求環保的消費者還是享受極速愉悅的消費者而言,EQC 都能夠滿足你的需求。
讓剎車體驗沒什么不同
之所以選擇將首款純電動車型放在 SUV 這個系列下,奧迪和奔馳有著同樣的理由:讓用戶既能享受到綠色出行的便利同時又不失駕駛的愉悅和舒適。「我們保留了傳統 SUV 的外形,」奧迪互聯汽車與 e-tron 產品經理 Mtt Mostfei 表示,「盡管在能效上有所欠缺,但會讓消費者感覺親切許多。」
奧迪 e-tron 55 quttro | Audi
奧迪 e-tron 搭載了容量為 95kWh 的電池組,系統電壓為 396V,為前后雙異步電機系統提供能量輸出。在 boost 模式下,最大功率可達 300kW,百公里加速時間為 5.7 秒。而之所以采取這樣的配置,Mostfei 介紹稱,「前后橋解耦的好處在于慣性滑動時可以減少阻力。這樣的電機配置能夠讓用戶體驗到和燃油車類似的操控感。」
這意味著你在奧迪 e-tron 是體驗不到奔馳 EQC 那種單踏板駕駛(one-pedl driving)感覺的。「對轉向電動汽車的用戶而言,踩剎車減速是再自然不過的事情了。」Mostfei 如是說。為此,奧迪為 e-tron 重新設計了剎車系統,使用電控液壓技術來實現制動控制。
類似新型飛機上的電子傳輸飛行控制系統一樣,e-tron 配備的電控液壓制動系統通過計算機調配駕駛員踩下剎車后,能量回收系統和制動系統分別需要貢獻多大的減速度。如果所需的減速度在 0.3G 以內,制動能量回收系統將負責產生全部制動力;如果大于這個閾值,液壓制動才會迅速介入控制。這樣既能通過模仿傳統液壓制動的方式讓消費者有駕駛燃油車的操控感,同時關鍵時刻也能夠實現更安全更快的制動效果。
奧迪 e-tron 55 quttro 車型的制動能量回收示意圖 | Audi
有國外媒體同行試駕過 e-tron 后表示,這套剎車系統設計得很巧妙,一般情況下很難辨別出到底是因為能量回收減速還是制動系統在發揮作用。不過和 EQC 一樣,奧迪 e-tron 同樣設置了用于切換能量再生模式的方向盤撥片。據悉,這套能量回收系統將貢獻 e-tron 30%,約 320 公里的續航里程。
除此之外,e-tron 電池包的設計和其他品牌的電動車型也有很大不同。e-tron 采用了軟包而不是常見的圓柱狀電芯。Mostfei 介紹稱,軟包電池便宜,輕便且易于充電,更利于進行溫度監控。奧迪 e-tron 的電池組容量為 95 千瓦時,直流充電約 40 分鐘充至 80%,同時車輛支持 11 千瓦交流充電。「奧迪未來將加強與電池化學領域的科研合作,以進一步提高電池的使用壽命。」Mostfei 指出。
值得一提的是,e-tron 全系配備了空氣懸架,在不同的駕駛模式下會自動調節離地間隙和阻尼大小,以達到操控和舒適間的平衡。常規離地間隙 172mm,在此基礎上可降低 26mm、升高 50mm。「因為能效是奧迪重點關注的目標,所以我們并沒有為 e-tron 設計車頂縱梁、加熱座椅以及加大的貨倉,但還是希望用戶能像使用任何一臺 SUV 一樣,讓 e-tron 發揮其所長。」Mostfei 強調說。
據悉,奧迪的下一款純電動車型將是那款出現在《復仇者聯盟 4 終局之戰》中的 e-tron GT。這會是輛四門性能轎跑車,對標的正是保時捷的 Tycn。量產車計劃于 2020 年推出,而除了強調跑車的性能外,奧迪也希望它能帶給用戶奢華舒適的感受。
責任編輯:王訓魁
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