【科普】邁凱倫的賽車科技

McLaren Applied

邁凱倫應(yīng)用技術(shù)公司(McLaren Applied Limited)是一家英國科技公司,其前身是1991年成立的邁凱輪復(fù)合材料公司。早期負(fù)責(zé)給邁凱倫生產(chǎn)汽車零部件,而現(xiàn)在其業(yè)務(wù)包括體育、健康、國防、賽車和汽車。
具體到賽車業(yè)務(wù),其又可細(xì)分為:1、遙測、控制與分析;2、電氣化;3、追蹤支持。
下面將介紹McLaren Applied 賽車業(yè)務(wù)的具體產(chǎn)品。

1、賽車的大腦——電子控制器單元(ECU)
ECU(Electronic Control Unit)電子控制器單元,又稱為汽車的“行車電腦”,它們的用途就是控制汽車的行駛狀態(tài)以及實(shí)現(xiàn)其各種功能。主要是利用各種傳感器、總線的數(shù)據(jù)采集與交換,來判斷車輛狀態(tài)以及司機(jī)的意圖并通過執(zhí)行器來操控汽車。
ECU 為各種系統(tǒng)提供控制,包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、差速器、節(jié)氣門、離合器、能量回收系統(tǒng) (ERS) 和減阻系統(tǒng) (DRS)。通過遙測向車隊(duì)和比賽控制提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),這使團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崟r(shí)可視化他們的賽車性能,包括發(fā)動(dòng)機(jī)健康、輪胎退化和油耗。
邁凱輪的 F1 ECU?
在每輛車上 300 多個(gè)傳感器的幫助下,邁凱輪的 F1 ECU 處理 1000 多個(gè)輸入?yún)?shù),并在平均 300 公里的大獎(jiǎng)賽期間將超過 1.5GB 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)杰囮?duì)。在兩小時(shí)的比賽中,ECU 將接收和發(fā)送超過 7.5 億個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。這是每個(gè)人一生中說話所包含信息的兩倍。
自 2008 年以來,每輛車的電子控制單元(ECU) 都由邁凱輪應(yīng)用技術(shù)公司提供。F1賽車有大約 11,000 個(gè)底盤部件、6,000 個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)部件和另外 8,500 個(gè)電子部件。而?F1 賽車的大腦——ECU 負(fù)責(zé)將這些部件串聯(lián)在一起。
?F1 賽車上的 ECU 安裝在哪里?
ECU 通常位于散熱器下方或駕駛艙內(nèi)駕駛員旁邊的較低位置,具體取決于賽車的構(gòu)造。
車隊(duì)收到邁凱輪的 ECU 后會(huì)做什么?
McLaren 提供的 ECU 包括由 FIA 定義的軟件框架,因此每個(gè)團(tuán)隊(duì)都處于公平的競爭環(huán)境中。由團(tuán)隊(duì)及其嵌入式軟件工程師編寫代碼來構(gòu)建變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力和 ERS 策略。
制造需要多長時(shí)間?
完成 ECU 構(gòu)建總共需要大約 121 小時(shí)。7983 個(gè)組件使用 28620 個(gè)焊點(diǎn)錯(cuò)綜復(fù)雜地固定到位。然后在制造它們的同一地點(diǎn)——位于薩里郡沃金的邁凱輪技術(shù)中心接受了嚴(yán)格的測試,并確保ECU 可承受極端溫度和劇烈振動(dòng)。

2019 年推出了新的 ECU。它被稱為 TAG-320B。它有更快的處理速度,這意味著更好地控制賽車,充分發(fā)揮賽車潛能。同時(shí),更多的內(nèi)存意味著數(shù)據(jù)記錄數(shù)量已從之前的 1,250 個(gè)增加到 1,500 個(gè)。

除了為F1提供ECU,邁凱倫還是印第賽車、納斯卡賽車的ECU供應(yīng)商。



2、車載顯示技術(shù)


3、位置傳感器


4、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)
邁凱輪應(yīng)用輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng) (TPMS) 具有無線壓力傳感器和溫度傳感器。它采用五點(diǎn)紅外溫度陣列,測量接觸輪胎貼片以及輪胎內(nèi)外胎肩上的三個(gè)點(diǎn)。它將測量測量絕對(duì)壓力、輪輞溫度、輪胎空氣溫度、濕度和胎體內(nèi)部溫度,以制作整個(gè)車輪的熱圖。




5、電動(dòng)方程式電池
2016 年 9 月,國際汽聯(lián)宣布 McLaren Applied 成為 2018 年至 2020 年電動(dòng)方程式的唯一電池供應(yīng)商。
從第 5 賽季開始,第 2 代電動(dòng)方程式賽車首次能夠完成完整的比賽距離,而無需車手在比賽中途更換賽車。邁凱倫的電池幾乎將可用能量翻了一番,達(dá)到 54 千瓦時(shí)。
電池輸出功率為200 kW,最高可達(dá)250 kW。


6、碳化硅逆變器

逆變器位于電氣化動(dòng)力系統(tǒng)的核心,充當(dāng)電池和電機(jī)之間的控制節(jié)點(diǎn),將來自電池的直流電轉(zhuǎn)換為電機(jī)所需交流電。
MPU-200 逆變器采用碳化硅技術(shù),可顯著提高開關(guān)頻率,從而允許使用速度更快、效率更高且重量更輕的電機(jī),改善汽賽車?yán)m(xù)航能力。與基于硅半導(dǎo)體的傳統(tǒng)逆變器相比,碳化硅逆變器可提供可觀的效率增益,因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的熱量較少,對(duì)溫度的敏感性較低,因此冷卻需求較低。它們的外形尺寸也更小,因此非常適合用于電動(dòng)汽車。