原创丨韩寒说对了开头,却猜错了结尾!
开年赢麻了
随着飞驰人生2的大火,一汽奥迪近日推出了同款战车,给经典A3车型全新涂装“辛地机械”同款拉花。
一时间,貌似所有人又被拉回了当年初看速激与头文字D的年代,赛车的轰鸣总会带起一代人的回忆,并继续影响着下一代人。
不过,这种赛道的共鸣不知道还能持续多久。因为除了热血,影片中还无时无刻不透露出对动力形式的讨论,特别是对内燃机的留恋。
对赛车的狂热爱好者,或者一部比较主流的赛车影片,总会对机械感留有情怀。影片中高速相机捕捉的真实对撞,零件炸开,更像是是赛车电气化革命转型中所谓新旧势力的激烈碰撞。导演韩寒时刻在向大家传达着自己作为一名职业车手对“电动化”赛车的理解:电机很好很快,但赢不了。
然而,真实情况恰恰相反,并且正是奥迪:在今年1月刚结束的达喀尔拉力赛中,奥迪车队获得了队史第一个达喀尔冠军,61岁的卡洛斯·塞恩斯,也在没有赢得任何一站赛段的情况下,夺得了他的第四个达喀尔冠军,刷新了自己创造的最年长冠军的纪录。
这台冠军车型,正是一台“增程纯电”车:奥迪RS Q e-Tron
达喀尔的第一台“新能源冠军”
达喀尔拉力赛(Dakar Rally),是世界上最大的拉力赛,也是世界上最艰苦的越野赛事,被称为 “勇敢者游戏”。24年达喀尔拉力赛更是移师沙特阿拉伯以来最长、最艰苦的一届。比赛路线翻越沙丘、高山,深入沙特阿拉伯空旷地带的广袤沙漠,从海岸到海岸,横跨阿拉伯半岛。
达喀尔比拼的,是超强的机器素质,与人类天生的脱困能力,除此之外,别无他法。达喀尔车手在公共道路上行驶数千公里,到达会合点和特殊赛段的起点线。参赛选手通常按照前一赛段特殊赛段的排名顺序出发,未能按时到达起点将被罚时。
奥迪RS Q e-Tron在达喀尔拉力赛中承受的载荷非常大:跳跃后最难的着陆短暂地在垂直方向上产生了16g的峰值加速度。相比之下,客机的飞行方式使乘员暴露在不超过1.5g的加速度下。宇航员在起飞时会经历3到4g的加速度,在乘坐过山车时可能会短暂出现高达6g的加速度。16g的感受,可想而知,达喀尔拉力赛,就是新能源车型的“炼狱熔炉”,也是其“涅槃之地”。
达喀尔拉力赛的魅力,在于在每个赛段开始之前,具体路线都是保密的。虽然选手们有 GPS,但路书是了解沿途具体路点和危险的唯一来源。在长距离马拉松赛段,达喀尔选手在帆布下露营,没有任何支援车辆或机械师,只有选手才能对车辆进行维修。也就是说,纯电充电、换电的技术路线在这片沙漠上根本行不通。
正因如此,奥迪的这个冠军不仅刷新了其赛事成绩,也是对新能源车型指明了方向:“增程”电动车型,可能是传统内燃机与新能源纯电碰撞的最终交会点。
奥迪RS Q e-Tron
实际上,这台RS Q e-tron早在2022年就在达喀尔拉力赛上首次亮相,并获得了4个赛段的胜利。今年的比赛,是积累大量数据后的最终版本,也是在这片沙漠实验室中的科研产物。
奥迪赛车运动部负责人 Rolf Michl 表示:“自 2022 年以来,我们的车手和副驾驶员在达喀尔拉力赛上取得了 6 个赛段胜利,并另外 22 次单日登上领奖台,这证明了 RS Q e-tron的基本能力。”
整辆车辆车采用了一种貌似SUV的形态,配备极强的运动性能以及特殊的“增程”串联混动架构,爆发了极强的低扭与高功率特性,更是证明了电池、电动系统在严酷环境下的卓越表现。
整车动力系统由一台DTM的2.0L四缸涡轮增压TFSI发动机与3台MGU电机组成,其中2台作为前后桥驱动电机形成四驱系统,1台用来搭配发动机给高压电池充电。整车搭配了300L的超大油箱,以提供超过8000公里的续航里程。
发动机按照类似定点发电的控制策略维持在4,500-5,500rpm,燃烧效率最佳。相比于传统油车,这种设计减少了大概40%的燃料。整车VCU根据电量决定了何时开启以及关闭增程器,车手只需要猛踩电门。
在达喀尔拉力赛上,所有参赛者的最高时速限制为 112 英里/小时。原始速度不是它的强项,响应和扭矩才是它的优势所在。电动几乎无延迟的扭矩响应提供了4.5s的百公里加速,这是奥迪车队无与伦比的优势:在每一个坡道,总能一飞冲天。
前后桥这两台动力电机来自于奥迪Formula E,这款重量不到 35 公斤的电机总成在所有工况都拥有明显高于97%的效率。6相电机设计带来了超过2W转的最高转速,配合高效冷却系统以及碳纤维保护罩,保证了电机稳定高效的运转能力,从而适应严酷的环境并且避免长时间高功率运转的过热与失速。
800V高压平台电池52kWh,重约370公斤,搭配制动回收充电。制动回收的能量覆盖了每日耗能的14%,不仅如此,与传统内燃机拉力赛车相比,刹车盘的磨损大幅下降,减少了更换以及事故的概率。
增程器由一台RS 5 DTM的2.0T EA888 R4TFSI发动机构成,这台四缸涡轮增压器仅重 85 公斤。由于限制了转速,其爆发扭矩与功率由之前最大功率449 kW (610 PS),最大扭矩为650 Nm控制为200kW左右。
最大绝对压力为 3.5 bar 的涡轮增压器在满负荷下发出红色光。
如何成为沙漠之鹰?
热与害,是沙漠中电动化的关键问题,赛车在油车都害怕的场地力,如何取胜,靠的就是热管理与防护措施
奥迪 RS Q e-tron达喀尔拉力赛的复杂冷却系统使得人与机器都可以忍受难以忍受的高温,并提高发动机、三电系统的匹配效率。
“奥迪以前从未参加过达喀尔拉力赛。我们问自己的第一个问题是:如何将热量排出汽车?”负责冷却系统的工程师 Sebastian Fröber 总结了有关冷却的核心问题。“我们首先对整车的空气动力学进行 CFD 模拟。然后我们设计了单独的冷却系统。” 奥迪在复杂冷却要求方面的经验,例如在混合动力驱动的三届勒芒冠军 R18 e-tron quattro 或电动方程式赛车中的经验,为这一过程提供了帮助。然而,目标显然不同:勒芒跑车的首要任务是最大化空气动力学效率,而沙漠则注重尽可能最佳的散热。
多个冷却回路可确保合适的温度:
高压电池(HVB)低温电路:电力驱动的核心是高压电池系统。为了保持合适的温度,奥迪使用了一种名为 Novec 的冷却剂,它不传导任何电流。该低温电路在前引擎盖下方设计了一个散热器。
电动发电机组 (MGU) 的低温电路:三个 MGU 组件通过各自的低温电路连接。它通过车辆前端的左侧散热器散发热量。低温电路对工程师来说是一个非常特殊的挑战。由于温差很小,40度的沙漠空气只能略微冷却 60度的冷却剂,这需要热管理系统提供更高的换热效率。
空调的冷却回路:右前风道内还有空调系统的冷凝器。车内的另一个风扇使车厢内的空气流通。
散热器和中冷器平行放置在后轴上方,风扇从后槽排出热空气
冷却液和增压空气的两个高温回路:高效 TFSI 发动机横向位于乘客座椅后方,配有带散热器的流体回路。发动机油路通过热交换器热连接到该系统。废气涡轮增压配备第二个冷却系统:压缩的进气通过中冷器流入发动机。液体冷却器和增压空气冷却器并排位于后轴上方。屋顶上的整流罩将两个散热器之间的气流分开。
奥迪 RS Q e-tron的冷却系统专为最大负载而设计。
“我们上次在11 月在摩洛哥遇到了热气流,”Sebastian Fröber 说道。“卡洛斯·塞恩斯在一次漫长的测试中穿过干涸河床的柔软沙子,并特意用胶带封住了冷却空气入口。所有系统都完美运行。”这一幕像极了飞驰人生2中撞坏散热器憋温的片段。
奥迪 RS Q e-tron 的保护和承载基本结构由管状框架组成。法规要求该结构必须由金属制成。奥迪选择了一种耐热钢,其中含有来自航空航天工业的特殊合金,其中含有铬、钼和钒 (CrMoV) 元素。
奥迪还在车架之间的空间中使用复合材料面板来保护乘员。这些部件由碳纤维增强塑料 (CFRP) 制成,在某些情况下还辅以抗撕裂的 Zylon,可防止尖锐物体从外部刺入。它们还可以保护驾驶员和副驾驶员免受高压系统的任何问题。
在车内,驾驶员和副驾驶员坐在 CFRP 桶中,其设计类似于 DTM 和 LMP 赛车的座椅。 车身面板也由 CFRP、Kevlar 或复合结构制成,在某些情况下还辅以内部蜂窝结构。
电力驱动的高压系统需要多重保护。位于中心且位置特别安全的高压电池的封装由 CFRP 结构组成,其中一些结构采用 Zylon 加固。在越野拉力赛中,底部会承受极端负载,例如一米高的跳跃、投掷的石块和大倾斜角。底部保护层的底层由铝板组成。它能抵抗硬物的磨损并部分吸收冲击能量。上面的吸能泡沫吸收冲击并将其分布在夹层结构上。三重防震和防侵入保护的底板总厚度为 54 毫米。
赛车手使用的ISO监控器可检测故障电流,在最大负载下,例如发生碰撞时,系统会在超过阈值时自动关闭,身体上的指示灯和声音信号音可以向外界发出危险警告;过河时系统的最佳防水绝缘以及车载灭火系统中的电绝缘灭火剂可在极端状况下保护乘客。
大屏,不仅娱乐
不仅国内新势力喜爱大彩电,达喀尔同样。
奥迪RS Q e-Tron的方向盘上安装了八个控制按钮。右上为数据输入、对讲机切换、雨刮器,右下为驾驶模式切换。指示灯开关、喇叭、警告开关在左上方。左下角有一个限速设置按钮。驱动程序使用数据输入将异常情况与时间戳一起存储在内存中。限速器用于设置速度限制的区域。
方向盘前面的显示屏提供轮胎压力、无级电动驱动系统换档位置和当前速度等信息。如果系统即将关闭或高压电池断开,还会显示重要警告,以帮助驾驶员立即采取行动。
前窗前安装了两个小显示屏,左侧显示方向,右侧显示行驶速度。
副驾驶的工作是操作 24 个触摸感应开关,在崎岖地形上以极高的速度行驶时必须完美地完成这些操作,因此它们的设计旨在减少出错的机会。副驾驶前方有两个平板电脑屏幕,左侧平板电脑显示路书,右侧平板电脑显示GPS导航。
直到去年,赛段路线都是在前一天晚上公布,但从现在开始,您每天早上都会在赛段开始前 15 分钟收到当天的电子版路线信息。大屏幕无疑是一个优势。
此外,RS Q e-tron 的增程电力驱动系统没有变速箱,因此也没有换档杆,座舱中央的铝制手刹杆结合了液压制动和能量回收系统。
比起观众,赛事可能更加纠结
奥迪亲自下场,为增程正名。电动化的强大动力,与增程器的高效补能,仿佛最强的矛与盾,战胜了世界上最强的恶龙。电气化这把火终究是烧到了越野场景,也烧到了拉力赛。
内燃机工程师绞尽脑汁攻克的低扭爆震问题,在电机面前不值一提。相比于消费者与观众,赛事主办方可能更加纠结如何面对电动化带来的革命:增程器完全与轮端解耦,不仅砍掉了冗余的工作区域,也带走了声浪随着地形忽大忽小的刺激与乐趣。
增程电动的做法,聪明、有效、无聊。奥迪极尽了科技所有的强项,将所有人带到了这道必选题面前:
我们在追求赛事的同时,到底是在追求更小的数字,还是在回味跌宕起伏的情感与人生?这可能正是整部影片歇斯底里想要所传达的,以及一千个“哈姆雷特”心中所纠结的。