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這幾年憑着特斯拉、蔚小理等電動車企業的努力,電動車起步速度快,能耗低等優勢已經被消費者熟知,讓大部分人意想不到的是電動化的影響在職業比賽中也已經悄然發生。
國際汽車運動聯合會(FIA)舉辦的電動方程式已經從過去人們調侃的“玩具比賽”,走上了與傳統F1賽車同場競技的地步。
世界電動拉力賽也宣布停用汽油車,8月剛剛結束的挪威站比賽也成為了首屆全電動車SUV完成的賽事。
職業賽車作為商業利益、廣告宣傳的熱點區域,很多人都隻看到了電動車比賽裡的炒作和噱頭、很少有人注意到電動車技術在這些地方的進步。
今天科技前哨就為大家梳理了不少相關技術趨勢,一起看看電動車在職業比賽中如何嶄露頭角,哪些新方案讓電動化能夠通過速度和環境的地獄考驗。
1.電動車剛剛越過賽車門檻
首先我們必須承認,在最頂尖的F1領域,電動化僅僅步入開始階段,以速度這個關鍵指标對比,電動F1方程式比賽在摩納哥大獎賽賽道首次全程完賽但這個速度和F1冠軍劉易斯·漢密爾頓創下的F1比賽紀錄每圈要慢10秒,這在傳統的F1領域來看,那就是超級菜鳥的水平。
但大家要注意,F1賽事已經有着72年曆史,如果算上它的前身歐洲汽車大獎賽,這項活動已經有着96年曆史。
近百年的技術發展,讓今天的F1賽車有着家用汽車5到10倍的強勁動力,極具空氣動力學的形态設計,隻有795公斤的超輕重量,平均每輛車的成本能達到2億美元。
電動車僅僅8年時間已經邁過了這個領域的門檻,根據美國工程師學會的統計,2014年開始的電動F1方程式比賽一輛電動車的電池不能跑完全程,車手必須在休息站換一輛車才能繼續比賽,當時的電動賽車功率最高240馬力,并不比家用車好。
第二代電動賽車有了小幅提升,到今天的第三代電動賽車則取得了質的飛躍,采用雙電機動力系統,讓電動賽車的功率提高到了805馬力,加入了動能回收技術,能在減速時回收最多40%的動力,增加續航裡程還能去掉後置的液壓制動,減少60公斤重量,配合600KW的快充,讓一輛車就能完成整場比賽。
2.電動化帶來不同的邏輯
今年在英國舉行的古德伍德速度節上多家車企都推出了自己最具性能的電動車産品。保時捷推出了它的GT4 e Performance純電賽車,向客戶展示他們的最新成果。
不具名的保時捷高管向媒體透露這款新車能和傳統頂級量産跑車911系列媲美。
很多人以為電動車設計開發隻是把發動機從内燃機換成了電動機,保時捷的研發主管給出了完全不同的回答。
在一次采訪中,他提到傳統燃油車采用全輪驅動會增加重量,電動車卻會減輕重量。全輪驅動簡單說就是前後輪各有自己的動力裝置,在内燃機為主的傳統汽車領域,要實現全輪驅動要設計不少複雜的結構,但電動車卻非常簡單。
更關鍵的是全輪驅動的電動車能實現更大的動能回收效率,在刹車時可以通過刹車片和動能回收協同完成,保時捷就把這項技術用到了新車上,讓捕獲的能量增加1倍。
保時捷的研發主管預估,采用這個技術後一台電動賽車每場比賽平均每分鐘能從每個軸承上回收1度電,一場25分鐘的比賽就能回收50度電,可以大幅減少電池包的容量,加上他們的專用快充能在15 分鐘内将電量從5%充到80%,已然是能夠上路的狀态。
3.能量優勢值得期待
借助電動化的優勢,電動車的操控性也得到了進一步提高。電動機通過電磁轉化工作,電和磁本身都可以精細測量,這讓汽車系統的控制和管理再上新台階。
常見電動汽車都可以每10微秒測量一次電轉矩,并在輪胎開始打滑之前調整輸出,從控制策略的角度來看,這很可能會颠覆傳統比賽。
比如前面提到的GT4提供了10種操控設置,可以靈活調節功率,以便在設定的比賽時間内長期保持在最佳性能狀态,不像傳統汽車需要車手通過溫度計、扭矩和發動機聲響自己評估有沒有組件過載,需不需要調低功率冷卻。
車手僅僅按一個開關就能将電動賽車功率提高到1073馬力,完成18分鐘的沖刺,或者換一個模式降低到402馬力換取45分鐘的長續航。
如果按能量密度算,整輛車的電池能量相當于9升汽油,内燃機大部分能量轉化效率在40%左右,也就是說有一半以上的能量沒有被利用到,9升汽油在傳統比賽裡隻夠3分鐘。
相比之下普通電動車的能量轉化效率已經達到了90%,電動賽車用上更高級的能量回收技術預計可以達到95%,同樣的能量電動車可以跑半小時,有着10倍的能效改進。
4.未來還會有更多改變發生
其實電動化的改變不止在賽車身上發生,賽車維修站也正在被電動化改變。
賽車比賽中進站維護是比賽中非常重要的一個環節,很多比賽上都可以看到專業車隊的維護人員在賽車進站後瞬間換好輪胎的視頻,很多車隊的維護隊伍都是精挑細選的專業人士,他們同樣過着運動員一樣的生活,在比賽中不能有一絲失誤。
維修站工作人員就像是高強度的短跑接力運動員,既要有專業能力,還要懂時間規劃,每個人都必須确切地知道要使用什麼工具以及如何使用它們才能幫助駕駛員減少時間損失,甚至追上一部分時間,如何能夠更快呢?不少人就想到了機器人自動化技術。
德國賽車系列賽DTM2019年就宣布為下一代電動賽車比賽開發全機器人維修站設計,這個維修站就像一個裝配線,維修、調試全面自動化,提前為電動車賽事做好準備。
F1比賽可能是目前最大的異類,目前F1中的各種自動化設備都收到嚴格規定,維修站内的每種工具的自動化程度都有詳細條紋,可以自動化傳感器等部件,但操控還必須由人完成。
F1主辦方國際汽車運動聯合會(FIA)對此解釋,維修站工作人員是賽車運動成為運動的重要組成部分,否則汽車比賽最終會淪為一堆機器人相互競速而已。
國際汽聯的解釋也不無道理,隻是新技術的颠覆無處不在,随着電動車技術成熟,更精細的操控與各種自動化技術集成,甚至和自動駕駛組合到一起,電動車比賽多大程度上該允許新技術的應用呢?
賽車比賽作為汽車行業尖端技術的展示平台,或許也該換換思路了,豎起高牆并不能阻擋新技術的步伐,反而會阻礙自己的成長,讓自己成為所有汽車技術的展示平台才能擁抱更大的未來。
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