文:我知道车速报超俊奖

达喀尔拉力赛始于1977年,是目前世界主流越野拉力赛之一,以条件艰苦、路况复杂、比赛距离长而闻名。几十年来,这项赛事吸引了来自世界各地的勇敢挑战、恶劣的比赛环境和随时可能发生的事故,是对驾驶员意志和赛车可靠性的巨大考验。(大卫亚设)。

到 2022年,达喀尔拉力赛的所有参赛车辆都以汽车集团、卡车集团、摩托车集团等传统内燃机为动力。但是达喀尔拉力赛为了顺应新能源趋势,2030年汽车队和卡车队开始有计划地引进新能源赛车,目标是全面实现零排放。(威廉莎士比亚,Northern Exposure(美国电视剧),)计划的第一步——2022年达喀尔开设新能源集团T1-U后,奥迪派出RS Q e-tron电力驱动赛车,被认为是实施达喀尔新能源战略的先驱。

奥迪为什么用电动开赛车出战?

奥迪使用电动驱动赛车出战,表面上不仅可以响应达喀尔拉力赛对新能源化的呼吁,还可以在达喀尔体育场以实际成绩展示电力驱动方面的技术实力。(大卫亚设)。

在更深的层面上,奥迪希望在达喀尔体育场等极端恶劣的环境下用RS Q e-tron赛车测试电力驱动系统相关技术的稳定性,这是未来量产车设计开发的技术试验。用赛车技术颁布后续民用车型,这个过程似乎有点理想化,但过去几十年奥迪在赛场上验证的很多技术已经转化为非常成熟的民用技术,延续到奥迪品牌的众多车型。(莎士比亚,奥迪,Northern Exposure)。

例如,著名的quattro全时四驱系统在20世纪80年代的世界拉力赛锦标赛上压倒了奥迪。经过多次迭代和扩展,如今几乎所有奥迪的高性能车型都配备了quattro 4驱动器系统,普及率相当高。

比 quattro 4驱动器系统普及率更高的是从勒芒体育场回来的发动机技术。现在我们可以在路上随便找奥迪车型,在标签上看到TFSI(涡轮增压燃料分层直喷技术)或FSI(燃料分层直喷技术)标志。幸运的话,今天奥迪在发动机领域处于领先地位,大部分依靠这几项技术。

在新能源领域,2012年奥迪将e-tron电力驱动系统引入耐力比赛,开发了奥迪R18 e-tron quattro赛车,从首次亮相开始横扫勒芒24小时耐力比赛亚军,展现出强大实力。随后,2014年奥迪将e-tron技术引入民用汽车,推出了奥迪首款插头混合型奥迪A3 e-tron。

像这样的例子在奥迪的发展史上还有很多。今年奥迪为了参加达喀尔达拉力赛,派出了RS Q e-tron电力驱动赛车,这是与赛车相关的电力驱动技术。

,经过转化之后,也可能会应用到后续民用车上,或将成为奥迪众多“赛转民”案例之一。

从行业维度来看,奥迪参赛的三辆电驱动赛车全部跑完2022达喀尔拉力赛全程,并获得12个赛段中4个赛段冠军,用实际行动向行业证明了电力驱动的可行性与可靠性。


对比燃油动力,电力驱动赛车有哪些优势与挑战?

  • 优势

相比于传统燃油动力赛车,电力驱动赛车最大的优势就是电机的动力特性。相比于内燃机,电机可以在瞬间输出大扭矩,并且在一定转速区间内保持恒定。在拉力赛上,这种动力特性在冲坡、脱困等场景优势明显。基于电机的动力特性,在硬件上就可以减掉变速器这个结构,直接采用定比传动放大扭矩即可。另外,相比于内燃机,电机的功率密度要高很多,相对轻巧的电机布置起来更加灵活。对于需要四驱系统的拉力赛车而言,可以直接采用前后双电机布局。这样一来,常规四驱赛车需要的变速机构、分动机构、传动轴对于电驱动赛车而言,都完全不需要了。硬件层面的简化,不仅提高了机械效率,同时也能在一定程度上提高机械层面的可靠性。

另外,相比于内燃机,环境温度对于电机功率输出的影响相对较小。我们都知道,进气温度对于发动机的动力输出有着直接关系,理论上,进气温度越高,发动机功率输出越受限。即便如今的拉力赛车都给增压后的空气加装大尺寸中冷器用于降低进气温度,但一旦在高温环境下出现低速且需要高功率输出的工况,相对慢的空气流速,会导致中冷器的效率变差,随之而来的就是进气温度高,发动机功率受限。相比之下,电力驱动赛车由于直接使用电驱动,对于温度的敏感度就会弱一些,只要散热系统保持正常,短时间的高负荷工作并不会让电机出现功率明显下降的情况。

  • 挑战

电力驱动赛车有着诸多先发优势,但其背后也面临着诸多挑战。首先,最核心的一点,是整车的电力供应。前面聊的所有电驱动的优点,都是要基于电力供应充足的条件下才能实现的。另外,电驱动系统依托于各类电气控制系统,鉴于此前没有电驱动车型参加达喀尔拉力赛,在这种极端环境,电气系统能不能扛住也是未知数。最重要的一点,相比于传统燃油赛车,高压电池组的加入,让整车安全层面面临着更大的压力。


面对诸多挑战,奥迪RS Q e-tron如何应对?

想要顺利完赛,首先要解决的就是持续稳定的电力供应。奥迪为RS e-tron赛车全新开发了一套800伏高压电池组,同时开发了一套高度智能化的能量管理系统,保证能量利用率最大化。

为了保证车辆的可靠性,奥迪RS e-tron赛车所使用的电机、发动机均“师出名门”。电机采用奥迪为FE电动方程式开发的MGU05。根据官方资料来看,MGU05电机加上电控系统等附件,总质量只有不到35公斤,但实际可输出的最高功率可达250千瓦,最高转速超过20,000转/分,系统效率也能达到97%,功率密度与系统效率都十分惊人。

相比于燃油动力赛车,奥迪RS e-tron赛车多了一块高压电池组。为了保证这块电池组的安全,奥迪RS e-tron赛车采用了大量高强度且足够轻量化的复合材料进行保护,同时在底部采用CFRP夹层结构保护高压电池和车内其他系统,提升车辆在比赛中可能遇到的穿刺、剐蹭、撕裂等情况下的防护能力,保障车辆及人员的安全性。


奥迪RS Q e-tron战绩如何?

在2022达喀尔拉力赛中,参赛的三辆奥迪RS Q e-tron赛车全部完赛,并且获得4个赛段冠军。奥迪在赛前给自己定的目标“三辆赛车完赛,一位车手进前10”均已达成。虽然赛程中奥迪车队也曾遇到了各种各样的麻烦,但RS Q e-tron赛车的核心电力驱动系统发挥稳定,全程没有出过问题,保证了三辆车辆的顺利完赛。


总结

对于奥迪而言,从勒芒时代引入e-tron混动技术,到电动方程式中研发高性能电驱,再到达喀尔拉力赛上综合电力驱系统的极限考验,奥迪在电动化进程中一直在按自己的节奏不断前行。就像quattro、TFSI这类成功转换民用产品的技术,奥迪用赛车技术反哺民用产品的战略在新能源时代依然在践行。

2022达喀尔拉力赛,奥迪作为一个从内燃机时代走来的车企,率先推出电力驱动赛车,并且在赛场中表现出色,获得了多个赛段冠军,最终所有参赛车辆顺利完赛,不仅证明了自己的技术实力,还验证了其电力驱系统在高水平赛事中的可靠性。更重要的是,作为技术先行者,奥迪借助达喀尔拉力赛向整个汽车行业证明了电力驱动赛车的可行性以及可靠性,对于整个行业都产生了不小的影响。可以预见的是,继奥迪RS Q e-tron之后,未来会有越来越多采用电力驱动形式的赛车活跃在达喀尔拉力赛上,新能源技术在厂商之间的良性竞争中势必会得到飞速发展。

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