都說(shuō)電動(dòng)車(chē)開(kāi)起來(lái)帶勁,那在F1的賽道上純電車(chē)為什么沒(méi)譜?
?話(huà)說(shuō)上月剛收尾沒(méi)多久的2020-2021賽季電動(dòng)方程式錦標(biāo)賽(英文:FormulaE,簡(jiǎn)稱(chēng)FE)柏林站可謂是一波三折,賽前,居然有10支車(chē)隊(duì)以及18位車(chē)手擁有理論上的奪冠可能;最后一回合比賽之前,仍有14位車(chē)手擁有理論上的奪冠可能。

在經(jīng)過(guò)一場(chǎng)完全無(wú)法預(yù)測(cè)的大混戰(zhàn)之后,原本并不處于領(lǐng)先集團(tuán)的梅賽德斯-奔馳車(chē)隊(duì)?wèi)騽⌒缘匕鼣埩塑?chē)隊(duì)以及車(chē)手的雙料冠軍,成為最大贏家。
然而,可能這次突如其來(lái)的冠軍令奔馳自己都始料未及,因?yàn)榫驮谑展賾?zhàn)舉行的不久前,奔馳車(chē)隊(duì)已經(jīng)宣布在賽季結(jié)束后正式退出FE賽事;而距離奔馳車(chē)隊(duì)在2018賽季末退出DTM房車(chē)大師賽,加入這項(xiàng)已經(jīng)舉辦到第八年的世界最頂級(jí)電動(dòng)汽車(chē)賽事,也僅僅過(guò)去了2年。

無(wú)獨(dú)有偶,早在奔馳宣布退出之前,同為德系豪華品牌的奧迪以及寶馬車(chē)隊(duì)早已相繼宣布在2021賽季結(jié)束之后退出FE賽場(chǎng),尤其是奧迪,作為見(jiàn)證FE賽事成長(zhǎng)的“八朝元老”,如此舉動(dòng)實(shí)在令人惋惜。而奧迪給出的理由則耐人尋味:FE項(xiàng)目已經(jīng)達(dá)到了其“目的”,但具體是什么目的,奧迪似乎也未明說(shuō)。
至此,F(xiàn)E賽事僅剩下了5家汽車(chē)制造商車(chē)隊(duì)。從門(mén)庭若市再到無(wú)人問(wèn)津,F(xiàn)E僅僅用了一年時(shí)間,也是聞所未聞,見(jiàn)所未見(jiàn)。

照理說(shuō),作為民用電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的“金字塔”,F(xiàn)E電動(dòng)賽車(chē)是車(chē)企施展其高精尖技術(shù)的最佳舞臺(tái)。雖然的確會(huì)比較燒錢(qián),但作為世界汽車(chē)發(fā)展的大方向,若能將賽用的電動(dòng)技術(shù)進(jìn)行民用化,其前景之廣闊,想必也是一比非常值得投資的買(mǎi)賣(mài)。
既然如此,奧迪這邊“達(dá)到目的”的措辭就顯得比較荒謬,畢竟先進(jìn)技術(shù)一定是向前發(fā)展的,總得有個(gè)先行的試驗(yàn)場(chǎng)吧?

▲?作為目前奧迪陣營(yíng)最高端的純電動(dòng)車(chē),奧迪e-tron GT實(shí)為保時(shí)捷J1平臺(tái)誕生的姊妹轎跑車(chē)型,雖然性能出眾,但依舊不能擺脫電動(dòng)車(chē)的“續(xù)航焦慮”問(wèn)題
因此,BBA像是“商量好”一般地退出FE賽事,其中必定還有故事可挖。
果然,原來(lái)在2021年7月3日,一場(chǎng)事關(guān)2025年之后F1賽事動(dòng)力單元規(guī)則的重要會(huì)議在奧地利悄然進(jìn)行,與會(huì)各方包括未來(lái)留在F1的三家引擎供應(yīng)商——戴姆勒(梅賽德斯-奔馳的母公司)、法拉利以及雷諾這三家車(chē)企的CEO;此外,還包括雖然不造車(chē)但卻自掏腰包研制F1引擎的紅牛運(yùn)動(dòng)飲料老板馬特西茨、F1主席多梅尼卡利,以及國(guó)際汽聯(lián)主席讓·托德。

▲?F1 2022賽季的全新世代樣板車(chē)
而據(jù)外媒報(bào)道,除了三家主機(jī)廠引擎供應(yīng)商以及紅牛之外,兩家德國(guó)車(chē)企的CEO——保時(shí)捷的奧利弗·布魯姆以及奧迪的馬庫(kù)斯·杜斯曼也參與了此次會(huì)議。
因此,這極有可能是未來(lái)有新主機(jī)廠進(jìn)入F1賽事的積極信號(hào)——這不就是剛剛宣布退出FE賽事的奧迪么?好家伙,把自家兄弟保時(shí)捷也給一塊帶進(jìn)場(chǎng)了。
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),難道這些濃眉大眼的主機(jī)廠玩的都是一出“自吸大V8,環(huán)保去**”?
事情顯然沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。

最為世界上最頂級(jí)的汽車(chē)賽事,F(xiàn)1(Formula 1)世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽的熱度近幾年在國(guó)內(nèi)確實(shí)有所衰退;但在全球范圍內(nèi),仍然沒(méi)有任何汽車(chē)賽事能夠讓F1的霸主地位動(dòng)搖一分。
而F1在國(guó)內(nèi)熱度的減退也可以從很多角度去解釋?zhuān)珉娨曎愂罗D(zhuǎn)播的減少,賽事宣傳部門(mén)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)媒體的不重視;一代“車(chē)王”邁克爾·舒馬赫的退役;以及可能是最重要的原因之一——F1動(dòng)力單元的混動(dòng)化。
已經(jīng)有多少人在7年前的2014年,一聽(tīng)到混動(dòng)世代F1賽車(chē)的V6渦輪增壓引擎的“孱弱”聲浪后,遺憾地關(guān)掉了電視機(jī)的?其實(shí)車(chē)轍君也是曾經(jīng)之一。
但促使在從事汽車(chē)媒體行業(yè)后重新關(guān)注F1賽事的契機(jī)顯然也不是這個(gè)確實(shí)是“差點(diǎn)意思”的V6引擎聲浪,而是在其它方面。譬如,在取消“極不環(huán)?!钡募佑铜h(huán)節(jié)之后,各大車(chē)隊(duì)的戰(zhàn)術(shù)使用策略會(huì)發(fā)生什么變化(比如最典型的,什么是“undercut”,大家如果感興趣的話(huà)可以另寫(xiě)一篇文章),以及更重要的,對(duì)于F1的混動(dòng)技術(shù)的興趣。

作為這個(gè)星球上科技含量最高也是造價(jià)(指的是造價(jià),而不是所謂的“身價(jià)”)最高的車(chē)種,沒(méi)有之一,F(xiàn)1賽車(chē)所蘊(yùn)含的“黑科技”那是數(shù)也數(shù)不完,說(shuō)那也是說(shuō)不透。
但作為一臺(tái)賽車(chē),F(xiàn)1賽車(chē)自然也不會(huì)違背以下幾個(gè)宗旨:結(jié)構(gòu)盡量“簡(jiǎn)單”,當(dāng)然這里可能更會(huì)指向可靠性以及輕量化等要素;安全,包括結(jié)構(gòu)安全、功能安全,以及車(chē)隊(duì)技師的維保安全等。

▲?雷諾2014賽季動(dòng)力單元示意圖
因此,F(xiàn)1的混合動(dòng)力單元,從大體的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),也依舊是屬于一種不插電的重混結(jié)構(gòu),實(shí)質(zhì)也就是HEV結(jié)構(gòu)的一個(gè)性能取向的超級(jí)變種。
根據(jù)FIA發(fā)布的2014版F1技術(shù)規(guī)則,F(xiàn)1的混合動(dòng)力單元被細(xì)分為6個(gè)模塊,它們分別是:內(nèi)燃機(jī)(Internal Combustion V6 Engine)、渦輪增壓器(Turbo Charger)、動(dòng)能回收電機(jī)(MGU-K)、熱能回收電機(jī)(MGU-H)、能量存儲(chǔ)單元(Energy Store)以及控制單元(CE)。

參考上圖可以發(fā)現(xiàn),即使是黑科技點(diǎn)多如繁星的F1混合動(dòng)力單元,依舊有我們熟悉的名詞出現(xiàn),譬如MGU-K,從基本原理上說(shuō),也可以看作是一個(gè)究極賽用版本的動(dòng)能回收電機(jī)。在車(chē)手踩下剎車(chē)制動(dòng)車(chē)輛時(shí),通過(guò)回收發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱暫時(shí)分離時(shí)的曲軸能量來(lái)給賽車(chē)的電機(jī)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)能,以爆發(fā)出整套混合動(dòng)力單元的最強(qiáng)水平。
而MGU-H可以算是整個(gè)F1混合動(dòng)力單元中的“黑中黑”科技,以至于在2021賽季的引擎新規(guī)中,由于其研發(fā)成本以及造價(jià)過(guò)于高昂,對(duì)于部分非廠商車(chē)隊(duì)的門(mén)檻實(shí)在太高,而被賽會(huì)宣布移除。
MGU-H雖譯為“熱能回收電機(jī)”,但其基本原理與動(dòng)能回收電機(jī)并無(wú)差異,只是在實(shí)現(xiàn)難度上遠(yuǎn)超MGU-K。這是因?yàn)镸GU-K的本體實(shí)質(zhì)會(huì)串聯(lián)在F1賽車(chē)單渦輪增壓器(限制渦輪數(shù)量是賽會(huì)規(guī)定,并且F1賽車(chē)不被允許使用可變截面渦輪)的轉(zhuǎn)軸之上。

▲?我們有時(shí)會(huì)在某些渦輪增壓車(chē)上聽(tīng)到類(lèi)似“啾啾”的聲音,這就是在渦輪進(jìn)氣道改裝了“泄壓閥”的排氣聲;而現(xiàn)今的量產(chǎn)車(chē)基本都會(huì)把多余空氣直接直接排入排氣管道內(nèi),這樣就不會(huì)擾民了
我們都知道,渦輪增壓器的起壓永遠(yuǎn)具有遲滯性,這是因?yàn)槠湓肀旧砭褪峭ㄟ^(guò)利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣從而進(jìn)行增壓的,而排氣永遠(yuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)四沖程的最后一個(gè)步驟;而相對(duì)的,其泄壓自然也會(huì)慢發(fā)動(dòng)機(jī)本體一步,因此,便會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)壓力“過(guò)剩”的情況。這個(gè)時(shí)候,一般的車(chē)輛便會(huì)在渦輪的進(jìn)氣端設(shè)置一個(gè)泄壓閥,以排出這段多余的空氣。

▲?MGU-H系統(tǒng)工作示意圖
但對(duì)如今倡導(dǎo)“環(huán)?!钡腇1賽事來(lái)說(shuō),自然是連這段“多余”的能量也不想放過(guò)。而MGU-H的精妙之處便在于通過(guò)串聯(lián)渦輪增壓器的轉(zhuǎn)軸,回收渦輪在“超轉(zhuǎn)”時(shí)的那部分動(dòng)能,儲(chǔ)存起來(lái),既能在回收多余動(dòng)能時(shí)充當(dāng)“旁通閥”的作用,還能夠反向充當(dāng)一個(gè)“電動(dòng)渦輪增壓器”:在需要渦輪迅速起作用時(shí),更早推動(dòng)渦輪內(nèi)部葉片的旋轉(zhuǎn)以快速建壓,以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪遲滯。
但問(wèn)題就在于,即使是一臺(tái)技術(shù)頂尖的F1 V6賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī),其最高轉(zhuǎn)速也就“只”能攀升到16000rpm左右;而即使是我們民用的渦輪增壓器,也能輕輕松松上到100000rpm(你沒(méi)有看錯(cuò),就是每分鐘10萬(wàn)轉(zhuǎn)?。?,更何況是F1的渦輪呢(雖然F1技術(shù)規(guī)則對(duì)于渦輪的最大轉(zhuǎn)速也是有一定限制的,但顯然也會(huì)超過(guò)10萬(wàn)轉(zhuǎn)/分)?

因此,對(duì)于這個(gè)小小的MGU-H單元來(lái)說(shuō),其需要面對(duì)的工作環(huán)境是可想而知的復(fù)雜,對(duì)于其溫度以及強(qiáng)度都有著無(wú)比嚴(yán)苛的頂級(jí)需求。說(shuō)句白話(huà),這就是一份使勁往里砸錢(qián),也難得濺起兩滴水花的苦差。
雖然前文提到過(guò),MGU-H單元已經(jīng)在2021賽季被正式移除了,但既然是賽會(huì)做出的決定,自然還是會(huì)有部分車(chē)隊(duì)在一開(kāi)始反對(duì)的,這畢竟關(guān)系到車(chē)隊(duì)成績(jī)的根本利益。而這幾支車(chē)隊(duì),其實(shí)也就是財(cái)大氣粗的引擎供應(yīng)商車(chē)隊(duì),譬如法拉利、奔馳以及雷諾。
那么,為什么這些大車(chē)隊(duì)還舍得繼續(xù)給MGU-H“燒錢(qián)”呢?答案其實(shí)也不難猜,因?yàn)樗鼈兏髯远家呀?jīng)能把類(lèi)似MGU-H的技術(shù)給民用化了。而倘若MGU-H能夠繼續(xù)存在,對(duì)于其后續(xù)的民用技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及使用顯然是依舊得利的。

我們就拿奔馳這邊來(lái)舉例說(shuō)明。全新一代奔馳C63 AMG“八缸變四缸”的消息想必大家也有所耳聞,當(dāng)然了,相信各位投“不接受”票的一定占絕大多數(shù);但咱們用鍵盤(pán)投的票還真不作數(shù),大勢(shì)所趨,就先得拿最“便宜”的八缸AMG來(lái)“開(kāi)刀”(若此處有C63車(chē)主,不妨來(lái)留言區(qū)聊聊您的看法)。
參考上圖全新一代C級(jí)AMG動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖,說(shuō)實(shí)話(huà),還真沒(méi)啥大新意。簡(jiǎn)單說(shuō),這就是一套P0+P4的插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)。其中,“P”指的是position,也就是混動(dòng)系統(tǒng)中的電機(jī)位置?!癙0”,指的是經(jīng)由皮帶輪傳動(dòng)的48V啟發(fā)電一體電機(jī),這套機(jī)構(gòu)相信大家也并不陌生了;而“P4”,則指的是獨(dú)立于后軸的純電驅(qū)動(dòng)單元。

雖然其具體參數(shù)目前還是不確定的,但就光憑奔馳這臺(tái)暴躁無(wú)比的M139四缸發(fā)動(dòng)機(jī),就已經(jīng)能在A45 S AMG上輸出整整421Ps馬力,因此,只要后驅(qū)電機(jī)稍微“使點(diǎn)勁”,其混合動(dòng)力單元的綜合馬力顯然是能夠達(dá)到600Ps的水準(zhǔn)的。

但畢竟是一臺(tái)C63,難道真沒(méi)什么“干貨”瞧瞧?那顯然是不可能的。答案就在這個(gè)看似“平平無(wú)奇”的渦輪增壓器上。奔馳為何要采用對(duì)車(chē)輛性能幾乎毫無(wú)作用的P0混動(dòng)系統(tǒng)(當(dāng)然,這顯然會(huì)帶來(lái)更經(jīng)濟(jì)的油耗表現(xiàn)),想必有給這套渦輪增壓器“騰位”的考量——沒(méi)錯(cuò),這是一個(gè)電驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器,簡(jiǎn)單說(shuō),也就是電動(dòng)渦輪,E-Turbo。

各位是不是想到了什么?沒(méi)錯(cuò),這套E-Turbo的工作原理,與F1混動(dòng)賽車(chē)上的MGU-H單元極為類(lèi)似。這套由蓋瑞特提供的電動(dòng)渦輪能夠在400V電壓的作用下,通過(guò)其同軸電機(jī)進(jìn)行更早的起壓,直至攀升到156000rpm的最高轉(zhuǎn)速。當(dāng)然了,E-Turbo之中的電機(jī)顯然不具備MGU-H電機(jī)的動(dòng)能回收功能,所以也使其結(jié)構(gòu)變得更為簡(jiǎn)練。
在這套電動(dòng)渦輪輔助P0電機(jī)的加持下,官方宣稱(chēng),這臺(tái)M139發(fā)動(dòng)機(jī)有著能夠輸出超過(guò)330kW(450Ps)的恐怖實(shí)力;此外,在渦輪電機(jī)的輔助下,渦輪遲滯現(xiàn)象必然會(huì)進(jìn)一步減弱,再加上車(chē)輛后橋獨(dú)立電機(jī)的輔助出力,這套動(dòng)力單元的實(shí)際表現(xiàn),興許深不見(jiàn)底。
寫(xiě)在最后
FE到底好看嗎?如果是喜歡瞬息萬(wàn)變的車(chē)手排位變化,那么FE值得一看。但為什么理應(yīng)作為“大趨勢(shì)”的FE賽事卻屢遭拋棄?答案除了賽事規(guī)則的諸多限制,想必還離不開(kāi)二字,那就是絕對(duì)的性能。
現(xiàn)今的FE賽車(chē),其續(xù)航甚至撐不起一場(chǎng)頂級(jí)的GP賽事,于是只能放在街道舉行,令觀賽體驗(yàn)大打折扣;此外,電動(dòng)車(chē)糟糕的續(xù)航表現(xiàn)與補(bǔ)能效率,使車(chē)手甚至需要在比賽期間直接“跳車(chē)”,以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的進(jìn)站補(bǔ)能環(huán)節(jié)。
而為何會(huì)出現(xiàn)如此“緊張刺激”的排位變化?其實(shí)質(zhì)或許便是因?yàn)榧冸娰愜?chē)的續(xù)航表現(xiàn)實(shí)在太過(guò)糟糕,因此車(chē)手紛紛采取“吸尾流”式的跑法節(jié)省能源,以便在最后時(shí)刻采用“攻擊模式”進(jìn)行超車(chē)。因此,F(xiàn)E賽事的絕大部分時(shí)間,就像是在玩一場(chǎng)“老鷹捉小雞”的省電游戲,到底好不好看,這就看個(gè)人了。
也怪不得,即使表面上大聲呼吁,但各大傳統(tǒng)主機(jī)廠自己也都玩不下去了,還是老老實(shí)實(shí)做好混動(dòng)吧。