原創(chuàng)丨韓寒說對了開頭,卻猜錯了結(jié)尾!
開年贏麻了
隨著飛馳人生2的大火,一汽奧迪近日推出了同款戰(zhàn)車,給經(jīng)典A3車型全新涂裝“辛地機(jī)械”同款拉花。
一時(shí)間,貌似所有人又被拉回了當(dāng)年初看速激與頭文字D的年代,賽車的轟鳴總會帶起一代人的回憶,并繼續(xù)影響著下一代人。
不過,這種賽道的共鳴不知道還能持續(xù)多久。因?yàn)槌藷嵫捌羞€無時(shí)無刻不透露出對動力形式的討論,特別是對內(nèi)燃機(jī)的留戀。
對賽車的狂熱愛好者,或者一部比較主流的賽車影片,總會對機(jī)械感留有情懷。影片中高速相機(jī)捕捉的真實(shí)對撞,零件炸開,更像是是賽車電氣化革命轉(zhuǎn)型中所謂新舊勢力的激烈碰撞。導(dǎo)演韓寒時(shí)刻在向大家傳達(dá)著自己作為一名職業(yè)車手對“電動化”賽車的理解:電機(jī)很好很快,但贏不了。
然而,真實(shí)情況恰恰相反,并且正是奧迪:在今年1月剛結(jié)束的達(dá)喀爾拉力賽中,奧迪車隊(duì)獲得了隊(duì)史第一個(gè)達(dá)喀爾冠軍,61歲的卡洛斯·塞恩斯,也在沒有贏得任何一站賽段的情況下,奪得了他的第四個(gè)達(dá)喀爾冠軍,刷新了自己創(chuàng)造的最年長冠軍的紀(jì)錄。
這臺冠軍車型,正是一臺“增程純電”車:奧迪RS Q e-Tron
達(dá)喀爾的第一臺“新能源冠軍”
達(dá)喀爾拉力賽(Dakar Rally),是世界上最大的拉力賽,也是世界上最艱苦的越野賽事,被稱為 “勇敢者游戲”。24年達(dá)喀爾拉力賽更是移師沙特阿拉伯以來最長、最艱苦的一屆。比賽路線翻越沙丘、高山,深入沙特阿拉伯空曠地帶的廣袤沙漠,從海岸到海岸,橫跨阿拉伯半島。
達(dá)喀爾比拼的,是超強(qiáng)的機(jī)器素質(zhì),與人類天生的脫困能力,除此之外,別無他法。達(dá)喀爾車手在公共道路上行駛數(shù)千公里,到達(dá)會合點(diǎn)和特殊賽段的起點(diǎn)線。參賽選手通常按照前一賽段特殊賽段的排名順序出發(fā),未能按時(shí)到達(dá)起點(diǎn)將被罰時(shí)。
奧迪RS Q e-Tron在達(dá)喀爾拉力賽中承受的載荷非常大:跳躍后最難的著陸短暫地在垂直方向上產(chǎn)生了16g的峰值加速度。相比之下,客機(jī)的飛行方式使乘員暴露在不超過1.5g的加速度下。宇航員在起飛時(shí)會經(jīng)歷3到4g的加速度,在乘坐過山車時(shí)可能會短暫出現(xiàn)高達(dá)6g的加速度。16g的感受,可想而知,達(dá)喀爾拉力賽,就是新能源車型的“煉獄熔爐”,也是其“涅槃之地”。
達(dá)喀爾拉力賽的魅力,在于在每個(gè)賽段開始之前,具體路線都是保密的。雖然選手們有 GPS,但路書是了解沿途具體路點(diǎn)和危險(xiǎn)的唯一來源。在長距離馬拉松賽段,達(dá)喀爾選手在帆布下露營,沒有任何支援車輛或機(jī)械師,只有選手才能對車輛進(jìn)行維修。也就是說,純電充電、換電的技術(shù)路線在這片沙漠上根本行不通。
正因如此,奧迪的這個(gè)冠軍不僅刷新了其賽事成績,也是對新能源車型指明了方向:“增程”電動車型,可能是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)與新能源純電碰撞的最終交會點(diǎn)。
奧迪RS Q e-Tron
實(shí)際上,這臺RS Q e-tron早在2022年就在達(dá)喀爾拉力賽上首次亮相,并獲得了4個(gè)賽段的勝利。今年的比賽,是積累大量數(shù)據(jù)后的最終版本,也是在這片沙漠實(shí)驗(yàn)室中的科研產(chǎn)物。
奧迪賽車運(yùn)動部負(fù)責(zé)人 Rolf Michl 表示:“自 2022 年以來,我們的車手和副駕駛員在達(dá)喀爾拉力賽上取得了 6 個(gè)賽段勝利,并另外 22 次單日登上領(lǐng)獎臺,這證明了 RS Q e-tron的基本能力?!?nbsp;
整輛車輛車采用了一種貌似SUV的形態(tài),配備極強(qiáng)的運(yùn)動性能以及特殊的“增程”串聯(lián)混動架構(gòu),爆發(fā)了極強(qiáng)的低扭與高功率特性,更是證明了電池、電動系統(tǒng)在嚴(yán)酷環(huán)境下的卓越表現(xiàn)。
整車動力系統(tǒng)由一臺DTM的2.0L四缸渦輪增壓TFSI發(fā)動機(jī)與3臺MGU電機(jī)組成,其中2臺作為前后橋驅(qū)動電機(jī)形成四驅(qū)系統(tǒng),1臺用來搭配發(fā)動機(jī)給高壓電池充電。整車搭配了300L的超大油箱,以提供超過8000公里的續(xù)航里程。
發(fā)動機(jī)按照類似定點(diǎn)發(fā)電的控制策略維持在4,500-5,500rpm,燃燒效率最佳。相比于傳統(tǒng)油車,這種設(shè)計(jì)減少了大概40%的燃料。整車VCU根據(jù)電量決定了何時(shí)開啟以及關(guān)閉增程器,車手只需要猛踩電門。
在達(dá)喀爾拉力賽上,所有參賽者的最高時(shí)速限制為 112 英里/小時(shí)。原始速度不是它的強(qiáng)項(xiàng),響應(yīng)和扭矩才是它的優(yōu)勢所在。電動幾乎無延遲的扭矩響應(yīng)提供了4.5s的百公里加速,這是奧迪車隊(duì)無與倫比的優(yōu)勢:在每一個(gè)坡道,總能一飛沖天。
前后橋這兩臺動力電機(jī)來自于奧迪Formula E,這款重量不到 35 公斤的電機(jī)總成在所有工況都擁有明顯高于97%的效率。6相電機(jī)設(shè)計(jì)帶來了超過2W轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速,配合高效冷卻系統(tǒng)以及碳纖維保護(hù)罩,保證了電機(jī)穩(wěn)定高效的運(yùn)轉(zhuǎn)能力,從而適應(yīng)嚴(yán)酷的環(huán)境并且避免長時(shí)間高功率運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱與失速。
800V高壓平臺電池52kWh,重約370公斤,搭配制動回收充電。制動回收的能量覆蓋了每日耗能的14%,不僅如此,與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)拉力賽車相比,剎車盤的磨損大幅下降,減少了更換以及事故的概率。
增程器由一臺RS 5 DTM的2.0T EA888 R4TFSI發(fā)動機(jī)構(gòu)成,這臺四缸渦輪增壓器僅重 85 公斤。由于限制了轉(zhuǎn)速,其爆發(fā)扭矩與功率由之前最大功率449 kW (610 PS),最大扭矩為650 Nm控制為200kW左右。
最大絕對壓力為 3.5 bar 的渦輪增壓器在滿負(fù)荷下發(fā)出紅色光。
如何成為沙漠之鷹?
熱與害,是沙漠中電動化的關(guān)鍵問題,賽車在油車都害怕的場地力,如何取勝,靠的就是熱管理與防護(hù)措施
奧迪 RS Q e-tron達(dá)喀爾拉力賽的復(fù)雜冷卻系統(tǒng)使得人與機(jī)器都可以忍受難以忍受的高溫,并提高發(fā)動機(jī)、三電系統(tǒng)的匹配效率。
“奧迪以前從未參加過達(dá)喀爾拉力賽。我們問自己的第一個(gè)問題是:如何將熱量排出汽車?”負(fù)責(zé)冷卻系統(tǒng)的工程師 Sebastian Fr?ber 總結(jié)了有關(guān)冷卻的核心問題?!拔覀兪紫葘φ嚨目諝鈩恿W(xué)進(jìn)行 CFD 模擬。然后我們設(shè)計(jì)了單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)?!?奧迪在復(fù)雜冷卻要求方面的經(jīng)驗(yàn),例如在混合動力驅(qū)動的三屆勒芒冠軍 R18 e-tron quattro 或電動方程式賽車中的經(jīng)驗(yàn),為這一過程提供了幫助。然而,目標(biāo)顯然不同:勒芒跑車的首要任務(wù)是最大化空氣動力學(xué)效率,而沙漠則注重盡可能最佳的散熱。
多個(gè)冷卻回路可確保合適的溫度:
高壓電池(HVB)低溫電路:電力驅(qū)動的核心是高壓電池系統(tǒng)。為了保持合適的溫度,奧迪使用了一種名為 Novec 的冷卻劑,它不傳導(dǎo)任何電流。該低溫電路在前引擎蓋下方設(shè)計(jì)了一個(gè)散熱器。
電動發(fā)電機(jī)組 (MGU) 的低溫電路:三個(gè) MGU 組件通過各自的低溫電路連接。它通過車輛前端的左側(cè)散熱器散發(fā)熱量。低溫電路對工程師來說是一個(gè)非常特殊的挑戰(zhàn)。由于溫差很小,40度的沙漠空氣只能略微冷卻 60度的冷卻劑,這需要熱管理系統(tǒng)提供更高的換熱效率。
空調(diào)的冷卻回路:右前風(fēng)道內(nèi)還有空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器。車內(nèi)的另一個(gè)風(fēng)扇使車廂內(nèi)的空氣流通。
散熱器和中冷器平行放置在后軸上方,風(fēng)扇從后槽排出熱空氣
冷卻液和增壓空氣的兩個(gè)高溫回路:高效 TFSI 發(fā)動機(jī)橫向位于乘客座椅后方,配有帶散熱器的流體回路。發(fā)動機(jī)油路通過熱交換器熱連接到該系統(tǒng)。廢氣渦輪增壓配備第二個(gè)冷卻系統(tǒng):壓縮的進(jìn)氣通過中冷器流入發(fā)動機(jī)。液體冷卻器和增壓空氣冷卻器并排位于后軸上方。屋頂上的整流罩將兩個(gè)散熱器之間的氣流分開。
奧迪 RS Q e-tron的冷卻系統(tǒng)專為最大負(fù)載而設(shè)計(jì)。
“我們上次在11 月在摩洛哥遇到了熱氣流,”Sebastian Fr?ber 說道?!翱逅埂と魉乖谝淮温L的測試中穿過干涸河床的柔軟沙子,并特意用膠帶封住了冷卻空氣入口。所有系統(tǒng)都完美運(yùn)行?!?strong>這一幕像極了飛馳人生2中撞壞散熱器憋溫的片段。
奧迪 RS Q e-tron 的保護(hù)和承載基本結(jié)構(gòu)由管狀框架組成。法規(guī)要求該結(jié)構(gòu)必須由金屬制成。奧迪選擇了一種耐熱鋼,其中含有來自航空航天工業(yè)的特殊合金,其中含有鉻、鉬和釩 (CrMoV) 元素。
奧迪還在車架之間的空間中使用復(fù)合材料面板來保護(hù)乘員。這些部件由碳纖維增強(qiáng)塑料 (CFRP) 制成,在某些情況下還輔以抗撕裂的 Zylon,可防止尖銳物體從外部刺入。它們還可以保護(hù)駕駛員和副駕駛員免受高壓系統(tǒng)的任何問題。
在車內(nèi),駕駛員和副駕駛員坐在 CFRP 桶中,其設(shè)計(jì)類似于 DTM 和 LMP 賽車的座椅。 車身面板也由 CFRP、Kevlar 或復(fù)合結(jié)構(gòu)制成,在某些情況下還輔以內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)。
電力驅(qū)動的高壓系統(tǒng)需要多重保護(hù)。位于中心且位置特別安全的高壓電池的封裝由 CFRP 結(jié)構(gòu)組成,其中一些結(jié)構(gòu)采用 Zylon 加固。在越野拉力賽中,底部會承受極端負(fù)載,例如一米高的跳躍、投擲的石塊和大傾斜角。底部保護(hù)層的底層由鋁板組成。它能抵抗硬物的磨損并部分吸收沖擊能量。上面的吸能泡沫吸收沖擊并將其分布在夾層結(jié)構(gòu)上。三重防震和防侵入保護(hù)的底板總厚度為 54 毫米。
賽車手使用的ISO監(jiān)控器可檢測故障電流,在最大負(fù)載下,例如發(fā)生碰撞時(shí),系統(tǒng)會在超過閾值時(shí)自動關(guān)閉,身體上的指示燈和聲音信號音可以向外界發(fā)出危險(xiǎn)警告;過河時(shí)系統(tǒng)的最佳防水絕緣以及車載滅火系統(tǒng)中的電絕緣滅火劑可在極端狀況下保護(hù)乘客。
大屏,不僅娛樂
不僅國內(nèi)新勢力喜愛大彩電,達(dá)喀爾同樣。
奧迪RS Q e-Tron的方向盤上安裝了八個(gè)控制按鈕。右上為數(shù)據(jù)輸入、對講機(jī)切換、雨刮器,右下為駕駛模式切換。指示燈開關(guān)、喇叭、警告開關(guān)在左上方。左下角有一個(gè)限速設(shè)置按鈕。驅(qū)動程序使用數(shù)據(jù)輸入將異常情況與時(shí)間戳一起存儲在內(nèi)存中。限速器用于設(shè)置速度限制的區(qū)域。
方向盤前面的顯示屏提供輪胎壓力、無級電動驅(qū)動系統(tǒng)換檔位置和當(dāng)前速度等信息。如果系統(tǒng)即將關(guān)閉或高壓電池?cái)嚅_,還會顯示重要警告,以幫助駕駛員立即采取行動。
前窗前安裝了兩個(gè)小顯示屏,左側(cè)顯示方向,右側(cè)顯示行駛速度。
副駕駛的工作是操作 24 個(gè)觸摸感應(yīng)開關(guān),在崎嶇地形上以極高的速度行駛時(shí)必須完美地完成這些操作,因此它們的設(shè)計(jì)旨在減少出錯的機(jī)會。副駕駛前方有兩個(gè)平板電腦屏幕,左側(cè)平板電腦顯示路書,右側(cè)平板電腦顯示GPS導(dǎo)航。
直到去年,賽段路線都是在前一天晚上公布,但從現(xiàn)在開始,您每天早上都會在賽段開始前 15 分鐘收到當(dāng)天的電子版路線信息。大屏幕無疑是一個(gè)優(yōu)勢。
此外,RS Q e-tron 的增程電力驅(qū)動系統(tǒng)沒有變速箱,因此也沒有換檔桿,座艙中央的鋁制手剎桿結(jié)合了液壓制動和能量回收系統(tǒng)。
比起觀眾,賽事可能更加糾結(jié)
奧迪親自下場,為增程正名。電動化的強(qiáng)大動力,與增程器的高效補(bǔ)能,仿佛最強(qiáng)的矛與盾,戰(zhàn)勝了世界上最強(qiáng)的惡龍。電氣化這把火終究是燒到了越野場景,也燒到了拉力賽。
內(nèi)燃機(jī)工程師絞盡腦汁攻克的低扭爆震問題,在電機(jī)面前不值一提。相比于消費(fèi)者與觀眾,賽事主辦方可能更加糾結(jié)如何面對電動化帶來的革命:增程器完全與輪端解耦,不僅砍掉了冗余的工作區(qū)域,也帶走了聲浪隨著地形忽大忽小的刺激與樂趣。
增程電動的做法,聰明、有效、無聊。奧迪極盡了科技所有的強(qiáng)項(xiàng),將所有人帶到了這道必選題面前:
我們在追求賽事的同時(shí),到底是在追求更小的數(shù)字,還是在回味跌宕起伏的情感與人生?這可能正是整部影片歇斯底里想要所傳達(dá)的,以及一千個(gè)“哈姆雷特”心中所糾結(jié)的。