Drive or die,五位电动超跑科技逼格拆解

  • 发表于: 2013/08/05 01:35:43 来源:车云网

随着电动汽车技术的复兴和发展,车界的能工巧匠们终于着手打造电动超跑了。这场热血的角逐中,你会为谁拍案转身呢?

电动超跑,一直都被看作是跑车世界里的璞玉。如今,随着电动技术的复兴和发展,车界的能工巧匠们终于开始着手打造这件玉器了。

什么是完美的电动超跑呢?你不必拿着绿色和环保做噱头,只需要告诉他,除了体验与传统超跑完全不同的驾乘乐趣之外,你什么都不用担心。

这注定是一条革命之路,革新、突破技术的局限,drive or die.

而这个慢慢壮大的队伍里,又隐藏着哪些精兵奇将呢?

一、Tesla Roadster:不变形也金刚

Tesla Roadster参数表

不得不说,Tesla有着很强的战斗力。他有两个杀手锏,一是越缩越短的充电时间,一是遥遥领先的续航里程。

Tesla Roadster基于莲花Elise平台生产,这与底特律电气SP:01如出一辙。为了给予电池包更充足的安置空间,Tesla Roadster特地拉长了轴距。而于此相反,Tesla却选择了体积甚小的18650钴酸锂电池作为其首款电动跑车的电池单元。

车云曾对Tesla的电池选取做过较为详细的报道,这款由日本松下提供的电池,电池本身技术相对老旧,但Tesla通过有效的数据控制找到了能最大发挥其电力优势的排列方法,将6931节电池合理排布。

除了电池本身能量密度是其他同级电跑的两到三倍,Tesla惊人的续航里程(393公里)也离不开其热管理系统、电池监管系统以及电调部分的控制算法的进步。


Tesla首先将每个电池单元独立封闭在钢制的小格子里,由于其体积小,表面积大,非常有利于热量的迅速传导。而其包含传感监视器在内的液冷系统则可以具体到为每一个电池单元进行冷却,降低电池单元之间的温差,除了保证工作温度之外,也降低了电池自燃的风险(此前的方案并非如此,在发现电池自燃容易产生连锁效应后Tesla修改了冷却方案)。

与此同时,Tesla改善了电调部分的晶体管,采用IGBT,可以满足大功率下高效的变电控制,并且重组了电动机和变速箱之间的电气连接。这些变化增加了电动机在低转速下输出的扭矩,并在不牺牲加速度和最大速度的情况下实现单速输出。这使得Tesla Roadster在0~5400转/分的条件下可随时输出最高扭矩。

如果说Tesla的电池系统是阴,那么不断升级的充电系统就是阳。Tesla的充电方式目前分为家庭充电和超级充电桩充电。Tesla Roadster采用家庭充电约需3.5小时,而超级充电桩,据Tesla最新消息,已经可以完成5分钟的快充。这得益于其提供的120千瓦的输出功率。

为了达到这一输出功率,Tesla重新设计了充电系统和电网接口,并增加了超级充电桩的太阳能板和电池数量作为储备资源、降低成本消耗。除此之外,Tesla在充电过程中交流变直流的变电过程在车外进行,类似于主动电池管理系统的技术革新也大大提高了充电速度。但这种快速充电最大的隐患就是电池过热。为了满足使用安全、不被动消耗电池寿命的需求,随着充电时间表的更新,Tesla的热管理系统及电池监管系统都必须经过重新设计、检测。

可以说,从跑车性能来看,TeslaRoadster并非最出众的一个,但它却解决了刀刃上的问题。而这些问题仍在困扰着其他电跑。

二、奔驰SLS AMG Electric Drive:“减肥”是世界难题

SLS AMG Electric Drive是基于SLS AMG研发的纯电动版跑车,外观只做了细节优化,内部则几乎天壤之别。包括因省去传动轴空间而重新设计的前桥结构,以及由垂直变为水平的减震器等,皆是为使SLS AMG电动版也能获得与汽油版同样优越的性能表现。

SLS AMG Electric Drive参数表

不过,SLS AMG Electric Drive沉重的电池组却成了其难以言说的拖油瓶。根据官方数据,电动版采用的锂离子电池组共由12个模块构成,每个模块包含72个电池单元。其总电容量为60千瓦时,最大电压400V,质量则达到548公斤。这一数字使得整车质量不得不超过2吨——不仅比汽油版重了400多公斤,也几乎是Tesla Roadster和底特律电气SP:01的两倍了。

SLS AMG Electric Drive的续航里程为250公里,考虑到它并非增程车型,这样的数字显然仍有提升空间。

在热管理系统部分,其冷却循环分为三个回路进行。两个低温回路用以保证四个电动马达和其他电子器件的正常工作温度,另一个单独的冷却回路用来保证电池温度。当外界温度过高时,此回路也可以借助空气调节增加冷却速度。

而为了加强电池组的安全系数,SLS AMG Electric Drive也推出了八个保护措施,其中针对高压线采取了警示色、全触点保护、与低压网络互锁、紧急状态自动关闭等举措,电池盒也设计成了碳纤维复合增强型材料。

正常情况下,SLS AMG Electric Drive通过特殊的壁式电箱(wall box)完成充电,这种安装在家用车库的设备可以与公共充电站相媲美,能提供22千瓦的充电效率,3小时即可充满。若不安装此设备达到满电则需要20小时。

尽管电池系统差强人意,但SLS AMG Electric Drive却仍对动力性能保持了执着的追求。四台永磁同步电机分别控制四个车轮,每台电机重45公斤,最大输出总功率552千瓦,扭矩更是达到了999牛米。这给了跑车的加速能力很强的信心。同时,前后分别配有变速器,并增设全轮驱动监控系统、扭矩动态分配,根据实时状况合理分配各轮扭矩,增强偏航阻尼,使得转向力和转向角度得到准确控制,并且由此提供了C、S、S+三种驾驶模式。

但仍宥于整备质量,其极速250千米/小时仍低于汽油车,0~100千米/小时加速也略慢0.1秒。不过,今年SLS AMG Electric Drive刷新去年由奥迪R8 e-tron保持的纽博格林赛道纪录,或许是个不错的开始。

上帝保佑它416500欧元的售价。

三、奥迪R8 e-tron:冷板凳上的倒计时

人比人气死人。车也不例外。同样来自原型车的电动版,R8 e-tron的发展道路显然要比SLS AMG Electric Drive曲折许多。

R8 e-tron参数表

同病相怜的还有电池组的重量,R8 e-tron已逼近600公斤。为了减重,车身大量采用了铝材料及碳纤维复合材料,整备质量1780公斤,只超出R8 不到100公斤,已算有所成效。而其前后配重比42:58的准黄金比,以及0.27的风阻系数,均表明R8 e-tron作为跑车的性能是毋庸置疑的。

R8 e-tron的电池组是由日本三洋提供的锂离子电池组,共530个电池单元,容量48.6千瓦时,最大输出功率为389千瓦时,电池总成呈T型布置在前后轴之间。

其热管理系统采取了多模式热泵技术,可根据情况从多种组合方案中选择最优工作模式,并且可利用电池组及电动机的热量为驾驶舱供暖,这一组合系统能够比传统空调更快地实现温度传递。

而性能部分是R8 e-tron浓墨重彩的地方。两个独立永磁同步电机分别驱动左右后轮,280千瓦的功率输出,以及820牛米的最大扭矩。因其在电动机内部整合了减速比为6:1的减速器,故扭矩输出将扩大六倍。这是不容小觑的数字了。

根据官方介绍,R8 e-tron在日常家用充电状态达到满电需要12小时,而采用直充设备充电目前已可缩短至1小时。在欧洲循环工况下,R8e-tron预计的续航里程为215公里。这两方数字显然均无法令人满意。而R8 e-tron今年宣布的量产计划推迟也正与此有关。

目前,R8 e-tron于奥迪而言的意义,仍在于电动技术的探索和完善。但重回冷板凳,也许意味着厚积薄发。

四、底特律电气SP:01:运动鞋,绅士步

底特律电气此番发布电动超跑SP:01实际上是老树新花,而他们也期望通过这款足够轻量化的电跑来复兴其电气技术产品的商业价值。

底特律电气SP:01参数表

SP:01基于莲花Elise平台,全车身采用碳纤维复合材料。它的智能中控SAMI除了可以显示所有辅助功能如导航、音乐播放器、车内照明调整、制动回收系统调整等之外,还可查看汽车驾驶过程中的实时各项指标,并实现远程控制。

电池组部分,SP:01采用了两块锂离子电池,电容量为37千瓦时,与其他电动超跑不同的是,它采取了气冷的冷却方式。同样的,电动机也为气冷。

在正常充电状态下,充满这款电跑需要4.3小时,而其充电地点的选择也相对宽泛——任何配置240伏电压或32安电流的充电站点均可。若提供的电流为13安培,则充电时间将延长至8小时。底特律电气SP:01的续航里程为306公里,这在电动超跑阵营里已算不错。

这款车被称为世界上最快的电动跑车。因其0~100公里/小时加速达到了3.7秒的惊人成绩。当然,这不仅得益于其电力系统的配合,也得益于整车重量的有效控制。在其他动力环节,SP:01配备了四速手动变速器,这也是罕见的“带换挡杆的电动跑车”。从静止到启动再到静止,均无需踩下离合器踏板。第一挡位可以满足小于48公里/小时的速度需求,第二挡位可以满足小于97公里/小时的速度,继续提速,才会用到三、四挡。

此外,SP:01并没有配备动力转向系统,官方的理由是“不需要”(这也一度让它成为autoblog上的槽点)。而一款叫做360Power back的反向充电系统,则可以实现家庭用电的反向充电。

这些功能配置有的不尽合理,有的略显鸡肋。老绅士与新潮运动鞋,还在磨合期。

五、BMW i8新锐踢馆者

i8是宝马计划之中的一款电动概念跑车,从目前公布的信息来看应是一款配备双涡轮增压三缸发动机的增程型电动跑车。日前,宝马电动汽车i3在德国顺利上市,从北京的同步发布会展示的i3车型来看,i8的科技含量、电力性能与动力性能都值得期待。在前辈们受困突围的过程中,宝马是否能汲取经验、突破电池瓶颈,为i8赋予更加成熟的技术内容呢?这个强势的踢馆者目前仍是一个大大的“X”。

这场电动超跑的热血角逐中,你会为谁拍案转身呢?

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