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冷科技:喀尔拉首台混动卡车背后的故事

汽车之家 02-22

[ 汽车之家 冷科技 ] 2020 年 1 月 17 号,达喀尔拉力赛正式结束了最后一个赛段的角逐,作为世界上最严酷的拉力赛,凭借其独特的魅力吸引着世界各地的勇士和车企前来 " 参战 "。而赛车除了能带给我们惊险而刺激的视觉感受,同样也是各个车企技术的炼金石,这次达喀尔同样如此。本期冷科技我们就来看看采埃孚在此次达喀尔拉力赛上开发的应用于卡车的混动系统以及这背后都发生了什么有趣的故事。

本文主要八卦

达喀尔舞台上首台混动卡车长啥样?

混动系统是谁开发的?

混动卡车会有怎样的未来?

○壹 首支混动卡车车队

当车手 Gert Huzink 再次踩下加速踏板,势不可挡地冲过了 2020 年达喀尔拉力赛的终点线标时,标志着他们终于突破了本届拉力赛风险程度最高的 Haradh 到 Qiddiya 赛段。

[ 车手 Gert Huzink 所驾驶的混动卡车 ]

至此,他们已在本次赛程中驰骋了 7856 公里。不论他们的排名如何,这次完赛已注定史上留名。因为 Riwald Dakar 是首支凭借混合动力车辆完成这项世界著名越野赛事的车队,另一方面,正如人们常说的:" 所有完成比赛的车手都是赢家。"

○贰 疯狂的采埃孚

正如达喀尔拉力赛创始人蒂埃里 . 萨宾所言:" 我可带你一起去敲击冒险之门,打开这扇命运挑战之门的是你自己。" 每个车队对达喀尔拉力赛都有自己不同的玩法,而对于 Riwald Dakar 车队来说,使用混动系统的重卡进行比赛显然是个疯狂的想法。

有理想虽然是好事,但要实现理想却需要先进技术的支持,尤其是达喀尔如此艰难的环境,不用说混动了,对电子系统而言都是一场极为苛刻的挑战,君不见目前卡车组使用自动变速箱的车型都不多,大多还是以皮实耐造的手动变速箱为主。

这时,他们想到了哪些技术雄厚的供应商 ,采埃孚第一个登场。

乘用车的相关产业是冰山一角,其实商用车相关的传动系统开发才是他们独步天下的秘籍,当年德国 " 豹式 " 坦克的变速箱便来自采埃孚。而在达喀尔的舞台上,采埃孚更是独领风骚,其中前十车队(卡车组)大部分的传动系零部件都由采埃孚提供。

[ Ecosplit 系列手动变速箱征战达喀尔多年 ]

比如采埃孚经典的 Ecosplit 系列 16 速手动变速箱及相关离合器零部件,包括离合器片、离合器罩以及分离轴承等,比赛成绩证明了采埃孚是有能力完成对混动系统的开发。

而当采埃孚特种车辆部门第一次听到这个消息时,他们只有一个念头:" 这太疯狂了。" 一台标准的达喀尔拉力赛卡车拥有超过 1000 马力的动力输出,而它会在以沙漠为主的地形上翻山越岭,砂砾和电机两个字对于汽车电子工程师来说简直是一个灾难。

" 好奇心是人类不断进步的重要因素。" 虽然困难重重,但采埃孚的特种车辆团队依然接受了挑战,当然他们并不单单为了研发新技术,其实团队内心更好奇自己混动系统在如此恶劣环境中究竟能否工作,以及在这种长时间的耐力比赛中,会有一个怎样的性能表现。在确定了对卡车进行混动系统进行开发后,第二个问题浮出水面,采埃孚虽然为多支车队提供相关零部件的,但在赛车改装方面经验并不丰富,采埃孚想到了自己的老伙计—— MKR Technology。

不过玩赛车都需要大量资金支持,这对本质上是一家赛车开发服务商的团队来说,常年的征战还是有些吃力,所以在 2014 年他们经过考虑后暂停参加比赛,一心投入到闷声发大财的工作中去。而在这个过程中,它和采埃孚开始越走越近。

MKR Technology 和采埃孚之前并不陌生,毕竟一个是零部件供应商,一个是赛车服务商,满打满算有着十多年的合作基础,最重要的是他们在达喀尔上的合作很广泛。在 6 年前,也就是 2014 年采埃孚就和 MKR Technology 合作,在达喀尔严酷的环境中使用自动变速箱的卡车进行比赛,当时其他车队都认为这是件疯狂的事情,私下甚至还嘲笑他们的自大和无知,但事实却在采埃孚将第一台搭配自动变速箱的卡车送上起跑线后改变。在之后的比赛中,有越来越多的车队开始考虑使用自动变速箱的卡车参赛。

MKR Technology 遇到了采埃孚,就像孙悟空找到了领路的唐僧。而信任和技术也成为两支团队合作的基础。

○叁 精疲力尽,充满压力

对于一百多岁的采埃孚来说,已经过了热血沸腾的年纪,稳重和富有创新才是它追求的重点。因此在沟通之后,采埃孚和 MKR Technology 立刻开始 " 挑战不可能 "。

首先需要确定的是混动形式,目前混动形式分为 P0 到 P4,其中 P0-P2 对于动力的提升不多,P3 之后的混动在动力上的提升就比较大。其中 P4 是直接应用在后轴或者轮边,这种电机的布置形式,对动力提升最高,但技术的复杂程度最高,而且在悬架经常拉伸成大行程的路面,电机能否保证充分的耐久性需要更多时间去研究,因此 P3 混动成为采埃孚研究的重点。

上图是乘用车的分类示意图,卡车的混动并没有特别明确划分,采埃孚的中央电驱动轴方案可以近似看做 P3 的类型,不过动力输出放到了传动轴上面。

他们的思路很清晰,在中央传动轴上加入电机,提供额外动力的同时引入动能回收。但加入电机属于牵一发而动全身的工程。首先是变速箱的匹配,在采埃孚的计划里,他们加入的这颗异步电机的转速是 13000rpm,而柴油发动机转速相对较低,因此需要补偿两者在做功过程中巨大的转速差异,采埃孚为此重新设计了分动箱、变速箱,同时开发了全新的混合动力控制单元,并为其专门改写了拉力赛用的程序软件。

从理论上看,这个电驱动中央传动轴十分简单,但从实际开发上让整个工程团队吃尽了苦头,工程团队的人坦言 " 我们根本无法确定能否实现这个目标。"

在研发成功后,MKR Technology 对其进行了详细测试,而混动产生的效果显而易见。首先可以 MKR Technology 的车手可以更晚进行刹车,动能回收为制动带来了额外的效果,提高了整个刹车的效果。加速响应也更加迅速,在测试场地,卡车轻松的完成了预定目标,每个测试圈混动赛车都要比传统赛车快几秒,MKR Technology 的经理对其非常满意。

采埃孚的团队同样满意,他们现在剩下的就是等待赛事的考验,尤其是复杂的地形和砂石道路,他们认为这套系统将来会应用于消防车辆或者其他特种车辆,而这次比赛将会为未来的批量生产带来更多的指导意见。

但是混动系统增加了 700kg 的重量,让赛车的整备质量达到了 8.5 吨。不过总体来看,混动系统对于提升比赛成绩的作用是利大于弊。

○肆 能否开启混动赛车新时代?

在长距离耐力赛中,油耗是一个被观众们普遍忽视的话题,其实车手会担心油耗对续航的影响,进而影响驾驶风格。而混动车型的使用在比赛中的节油效果是立竿见影的,Riwald Dakar 车队在这次比赛中拥有更高的续航里程。

事已至此,混动卡车能否一鸣惊人?我们拭目以待吧。

编辑点评:赛车技术转化为民用领域的实例已经屡见不鲜,而这次采埃孚有些反其道而行之,将已经已经量产的电驱动技术再回炉加工,产生新的技术,这确实体现了采埃孚强大的技术积累和创新能力。

而电驱动化通过达喀尔的考验,也变得更成熟,这是采埃孚能始终在传动领域保持一席之地的重要因素。(图 / 文 汽车之家 冷晓阳 )

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