賽車運(yùn)動(dòng)有什么意義？賽車運(yùn)動(dòng)也屬于比賽運(yùn)動(dòng)的一種，提供一個(gè)用于競(jìng)技比賽的平臺(tái)和方式自然是其最大的意義?！案?、更高、更強(qiáng)”這始終都是人們體育運(yùn)動(dòng)向上突破的追求。

汽車運(yùn)動(dòng)除了不斷突破人類極限，滿足運(yùn)動(dòng)競(jìng)技和觀賞娛樂的作用之外，還承擔(dān)了一項(xiàng)研發(fā)新技術(shù)的重任。最前沿的技術(shù)由賽車運(yùn)動(dòng)率先采用，等技術(shù)不斷成熟、價(jià)格不斷降低之后，便會(huì)逐步下放到民用車上。

從2014賽季開始，F(xiàn)1賽車動(dòng)力引擎從2.4L的V8自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為采用1.6T的V6渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。除了發(fā)動(dòng)機(jī)排量和缸數(shù)減少之外，新規(guī)則還引入了可以同時(shí)回收動(dòng)能和熱能的ERS能量回收系統(tǒng)。正是由于能量回收系統(tǒng)被大幅度的增強(qiáng)，大家習(xí)慣的引擎概念被動(dòng)力單元所取代，將F1賽車稱為混合動(dòng)力賽車更為合適。

渦輪增壓技術(shù)帶來的，除了更強(qiáng)的動(dòng)力之外，還有渦輪遲滯這個(gè)“老大難”。為了減緩渦輪遲滯現(xiàn)象，提高渦輪增壓的靈敏性，無數(shù)工程師們都想出了各種各樣的方法。包括增加渦輪數(shù)量減小渦輪重量、采用小慣量渦輪、雙渦管技術(shù)、可變?nèi)~片，甚至偏時(shí)點(diǎn)火這樣的極端技術(shù)都有采用，但是渦輪遲滯現(xiàn)象依然存在。

相比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速普遍都在萬轉(zhuǎn)以下，常用轉(zhuǎn)速甚至不到3000rpm，渦輪轉(zhuǎn)速常在數(shù)萬轉(zhuǎn)，甚至可達(dá)10萬/20萬轉(zhuǎn)每分鐘。想讓渦輪從低負(fù)載狀態(tài)攀升至高負(fù)載狀態(tài)，總需要大量的廢氣來推動(dòng)，所需要的能量絕非小數(shù)字。

能否不用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣，采用其它方式來推動(dòng)渦輪呢？早期的電動(dòng)技術(shù)并不成熟，電動(dòng)機(jī)的小型化和功率密度都不足以快速推動(dòng)渦輪。主流汽車采用的12V電氣系統(tǒng)僅能提供幾百瓦，至多不到2KW的瞬時(shí)功率，遠(yuǎn)不足以提供渦輪所需動(dòng)力。

某寶上出現(xiàn)的大量所謂電動(dòng)渦輪產(chǎn)品，實(shí)際上都只有形似而已，而難以帶來理想的效果。隨著汽車電氣化的逐步發(fā)展，尤其是48V電氣系統(tǒng)的引入，電動(dòng)渦輪的民用化迎來了快速發(fā)展。48V電氣系統(tǒng)可以提供超過10KW的電能，這使得民用級(jí)的電動(dòng)渦輪成為了可能。

電動(dòng)渦輪常見有兩種形式，博格華納的eBooster采用的是在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣端，與廢氣增壓器葉輪并聯(lián)另一個(gè)電動(dòng)增壓器葉輪，協(xié)助一同向發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣，這種方案更像是兩種增壓形式的混合增壓。博格華納eBooster的功率為5kW，最大轉(zhuǎn)速72,000轉(zhuǎn)/分鐘，僅需230毫秒就能達(dá)到最高轉(zhuǎn)速的90%，瞬時(shí)最大功率可達(dá)6.2kW，持續(xù)工作功率則為2-3kW。目前，奔馳最新的M256直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)就采用了博格華納的eBooster技術(shù)。

而蓋瑞特E-Turbo方案則是直接在渦輪軸中央串聯(lián)一個(gè)電動(dòng)機(jī)，最高轉(zhuǎn)速高達(dá)17萬轉(zhuǎn)，這更像是渦輪的電動(dòng)化升級(jí)版。兩種不同方案的相同點(diǎn)，都是可以利用電動(dòng)機(jī)的輔助效果，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷時(shí)，就可以提供較強(qiáng)的進(jìn)氣增壓效果。

根據(jù)蓋瑞特介紹，2.0T模型發(fā)動(dòng)機(jī)相比原型機(jī)大眾EA888最大功率提升30KW，最大扭矩提升40Nm。并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在1500rpm平衡輸出時(shí)，僅需要1秒鐘時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)就可以輸出最大扭矩。相比之下，原型發(fā)動(dòng)機(jī)則需要4.5秒時(shí)間。

此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不需要強(qiáng)進(jìn)氣時(shí)，例如車輛在減速工況，或者發(fā)動(dòng)機(jī)本身已經(jīng)處于高負(fù)載狀態(tài)，機(jī)械渦輪本身就可以提供足夠甚至富裕進(jìn)氣時(shí)，這時(shí)候E-Turbo當(dāng)中的電動(dòng)機(jī)就可以進(jìn)入“能量回收”狀態(tài)，為電氣系統(tǒng)補(bǔ)充能量。因此，蓋瑞特的E-Turbo技術(shù)方案則更像是F1上采用的MGU-H熱能回收系統(tǒng)。通常情況下48V電器系統(tǒng)的蓄電池容量只有0.5kWh左右，無法長(zhǎng)時(shí)間支撐6-7kW的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。況且這部分電能還需要供應(yīng)車輛其它電器使用，其中還包含BSG或者ISG電機(jī)以及輔助駕駛系統(tǒng)這樣的用電大戶。能夠?qū)崿F(xiàn)能量回收的E-Turbo技術(shù)則顯得更加成熟，使用前景更為廣闊。

電動(dòng)渦輪技術(shù)除了為發(fā)動(dòng)機(jī)帶來更強(qiáng)更靈敏的動(dòng)力表現(xiàn)之外，在發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)保和壽命提升上也具有不小的作用。在傳統(tǒng)渦輪技術(shù)下，發(fā)動(dòng)機(jī)如果想要提供更強(qiáng)動(dòng)力則需要選擇更大尺寸的渦輪，但這勢(shì)必會(huì)帶來更明顯的渦輪遲滯現(xiàn)象。所以為了平衡動(dòng)力強(qiáng)度和平順性，市面上大多采用中小尺寸的渦輪。但在電動(dòng)渦輪的幫助下，即使小排量發(fā)動(dòng)機(jī)也可以帶動(dòng)大尺寸渦輪，產(chǎn)生更大的增壓作用，輸出更強(qiáng)的動(dòng)力。在這個(gè)層面上，電動(dòng)渦輪的運(yùn)用可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)小型化。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如果更低轉(zhuǎn)速也能夠輸出足夠強(qiáng)大的扭矩時(shí)，變速箱則可以執(zhí)行更早換擋的策略，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在更低轉(zhuǎn)速的工況下運(yùn)行，這對(duì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和噪音產(chǎn)生都有幫助。

目前，包括奔馳、奧迪、法拉利在內(nèi)的不少高性能車輛都已經(jīng)宣布將大面積采用電動(dòng)渦輪技術(shù)。預(yù)計(jì)今年，我們將看到更多的試驗(yàn)車型亮相。在未來的幾年內(nèi)，隨著工藝的不斷成熟以及48V電氣系統(tǒng)的大規(guī)模運(yùn)用，可以預(yù)見電動(dòng)渦輪將會(huì)快速的推向市場(chǎng)。