挑戰(zhàn)保時捷918 Spyder 法拉利下一代混動超跑技術(shù)解密
法拉利的董事長Luca di Montezemolo 曾信誓旦旦地表示:在他的任期內(nèi),不會研發(fā)電動汽車。但讓人意外的是,Luca di Montezemolo 董事長卻對研發(fā)高性能混合動力跑車饒有興趣。而且法拉利向歐洲專利注冊局遞交的專利申請文件泄露了一些新款法拉利混合動力跑車的信息,該車看上去是一款發(fā)動機前置的雙座跑車。
全世界都迫切地等待法拉利的新款超級跑車LaFerrari的亮相,該跑車的輸出功率能達到963馬力,其動力系統(tǒng)為一臺V12發(fā)動機和一套電動系統(tǒng)。
與競爭對手保時捷918 Spyderand McLaren P1一樣,法拉利LaFerrari也被認(rèn)為是一款將汽油發(fā)動機和電動系統(tǒng)相結(jié)合的跑車,其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單純的汽油發(fā)動機跑車。由此看來,法拉利LaFerrari和保時捷918 Spyderand McLaren P1似乎帶領(lǐng)跑車進入了一個超高性能時代,這讓人感到瘋狂。實際上,汽車制造廠商早就意識到混合動力汽車不應(yīng)采用像普瑞斯這樣的純電動汽車的行駛模式,電動系統(tǒng)完全能與內(nèi)燃機相結(jié)合,將汽車行駛性能大幅度提高。
一個”法拉利”論壇的用戶首次披露了歐洲專利注冊局最近批準(zhǔn)的五份法拉利專利文件,這些文件披露了新款 Grand Tourer與LaFerrari的不同之處。新款 Grand Tourer是一輛發(fā)動機前置的混合動力汽車,很有可能是一輛雙座跑車。專利文件的標(biāo)題沒有留給人們多少想象空間:”電力存儲系統(tǒng)存儲電力,為汽車的電力推進系統(tǒng)提供能源?!?/p>
法拉利首次遞交混合動力汽車專利文件的日期是2012年1月,但歐洲專利注冊局直到2013年7月才對該專利申請予以批準(zhǔn),而法拉利的其他專利申請則是近期才向歐洲專利注冊局提出的。
專利文件中附帶了混合動力汽車簡圖,圖1所示為該車的俯視圖:2和3分別為汽車的前輪和后輪,5為前置發(fā)動機,6為驅(qū)動軸,7為手自一體變速器(筆者也認(rèn)為該車變速器的安裝位置有點奇怪,但這是法拉利專利申請文件就是如此描述的),該變速器將發(fā)動機的扭矩傳送給后輪,8為電動機,同樣與變速器連接,其他數(shù)字為變速器零部件和車軸,13為功率變換器,14為電力存儲系統(tǒng)。
圖2所示為該車的仰視圖,顯示了更多的車載電池組信息。在圖2中,15為底板,是車廂的底部,14為電力存儲系統(tǒng)(鋰電池),安裝在底板上,17為朔料制成的耐熱絕緣電池容器,16為電池外殼,安裝在電池容器內(nèi),14為圓柱形鋰電池組,鋰電池單元以多種角度相互重疊地安裝在一起。
上圖為法拉利早期專利申請文件中的圖紙,顯示的也是新款Grand Tourer的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。按照該專利申請文件的描述,圖中15化學(xué)電池以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接到一起,圖中17為剛性母線,它將電池組連接起來,并與功率轉(zhuǎn)換器連接。按照常理,最近的專利申請文件描述的汽車才是量產(chǎn)型汽車。
法拉利最近一次專利申請日期是2013年2月早些時候,并且該專利申請在2013年9月被歐洲專利注冊局審核通過。法拉利在其專利申請文件中寫道:將這樣的電池組安裝進一輛內(nèi)部空間極其有限的高性能跑車?yán)?,是一項極具挑戰(zhàn)性的工作。這也意味著法拉利必須將電力存儲系統(tǒng)(電池組)的安裝位置要極可能靠近電動機,以縮短連接電纜和其他元件的尺寸。
下面我們還將探討為什么法拉利將電池組嵌入汽車框架底板。
將電池組安裝到汽車底部,讓汽車底板成為電池的保護墻。這種電池組安裝有多種優(yōu)勢:首先,該安裝位置能最大程度地減少汽車碰撞對電池造成的危險,其次,該安裝位置靠近電動機,電池組不會發(fā)生過熱,電池組的溫度也能很容易地降下來,第三,電池組的安裝位置可以是車輛中部靠近地面的位置(譯注:有利于降低汽車重心)。
筆者要特別強調(diào)法拉利的此種設(shè)計有兩大主要優(yōu)勢:安全性好和重心低。Tesla S型電動汽車也是將電池組安裝在汽車底部中間,與新款 Grand Tourer的設(shè)計如出一轍。
換個角度來看,新款Grand Tourer像是一輛將發(fā)動機靠前安裝的LaFerrai,只是將鋰電池組和電動機分別安裝在汽車底部和后部。
據(jù)eGarage的報道,LaFerrari的混合動力系統(tǒng)的電池組重132磅(60公斤),由15個電池模塊組成,包含120個電池單元。與之相比,超級新款跑車Grand Tourer的電池組的尺寸卻要小很多,甚至比McLaren P1的電池組還小一些,輕一些。但按照法拉利專利申請文件中的圖片所顯示的信息,新款Grand Tourer的電池組占據(jù)了汽車的相當(dāng)大空間,由此我們可以判定該車的電動系統(tǒng)肯定是其動力系統(tǒng)的重要組成部分,而不是發(fā)動機的補充裝置。
我們雖然從上述圖片得到了不少信息,但也有了更多疑問。首先,我們不知道新款Grand Tourer的量產(chǎn)型到底是何種形式,我認(rèn)為我們得耐心等待一陣子才能知道。法拉利的專利申請文件沒有說明該車將配置哪種型號的發(fā)動機,電動系統(tǒng)的輸出功率是多少馬力,該車動力系統(tǒng)的總輸出功率是多少馬力,以及LaFerrari的HY-KERS 動能回收系統(tǒng)起到了怎樣的作用。
我們還不清楚該車的電動系統(tǒng)是否能單獨驅(qū)動汽車行駛。法拉利表示LaFerrari的電動系統(tǒng)還不能單獨驅(qū)動汽車行駛。但我們找到了一些其他證據(jù),顯示法拉利開發(fā)的部分新車型有可能具備這樣的功能。
在此之前,法拉利也曾將混合動力系統(tǒng)安裝到其他超級跑車上,讀者們應(yīng)該還記得法拉利研發(fā)的 599 HY-KERS概念跑車。
上述專利文件表明法拉利將混合動力系統(tǒng)視為高性能跑車的未來發(fā)展趨勢,并極有可能在將來某個時候為其制造的跑車全部裝上混合動力系統(tǒng)。我們?yōu)榇寺?lián)系了法拉利,但至今沒有得到回復(fù)。
法拉利研發(fā)的新款Grand Tourer肯定是高檔大氣上檔次。但在電動系統(tǒng)和前置V12發(fā)動機的共同作用下,新款Grand Tourer的輸出功率真的能接近1千馬力?現(xiàn)在我們還難以下結(jié)論。