技術(shù)流分析:Tesla \"D\"續(xù)航里程增加原因
美國(guó)時(shí)間10月9日,特斯拉在霍桑發(fā)布了它的“D計(jì)劃”。主角當(dāng)然就是現(xiàn)在被很多人所關(guān)注的MODEL S的D系列,包括60D、85D和P85D。所謂D,意指Dual Motor,也就是雙電機(jī)的意思。也就是說(shuō),MODEL S通過(guò)雙電機(jī)實(shí)現(xiàn)了四輪驅(qū)動(dòng)。
這是一項(xiàng)很前衛(wèi)的創(chuàng)新嗎?更有意思的是,從特斯拉官網(wǎng)的數(shù)據(jù)可以看到,后驅(qū)的85和P85,續(xù)航里程都是265英里,而85D和P85D的續(xù)航里程分別是295英里和275英里,貌似換四驅(qū)以后續(xù)航里程不降反升。這又是怎么回事?
Model S P85D前、后軸分別裝配了一臺(tái)電機(jī),從而最終實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)四驅(qū)系統(tǒng)
純電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)四驅(qū)必然是雙電機(jī),這并不稀奇
如果一款燃油車,通過(guò)裝配兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng),那絕對(duì)可以轟動(dòng)全球,但對(duì)于純電動(dòng)車說(shuō),“Dual Motor”就再正常不過(guò)了。
燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)體積碩大,控制系統(tǒng)復(fù)雜,尤其是傳動(dòng)系統(tǒng)的控制,使得它幾乎不可能采用“雙發(fā)”的模式。為了實(shí)現(xiàn)四驅(qū),設(shè)計(jì)者不得不通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的傳動(dòng)軸來(lái)傳遞動(dòng)力。
然而純電動(dòng)車卻完全不存在這樣的問(wèn)題。車云菌說(shuō)過(guò)多次,電機(jī)的尺寸要比發(fā)動(dòng)機(jī)小得多,布置起來(lái)非常方便。更關(guān)鍵的是,很多電動(dòng)機(jī)完全不需要變速器的輔助,而指揮電機(jī)工作,僅需要通過(guò)電訊號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)。正是基于這一點(diǎn),工程師甚至可以為每個(gè)車輪布置一個(gè)電機(jī)——所謂輪轂電機(jī),就是這樣實(shí)現(xiàn)的。
既然電機(jī)有這個(gè)特性,那再為四驅(qū)電動(dòng)車再去配備傳動(dòng)軸,豈不是多此一舉?因此只要是四驅(qū)的純電動(dòng)車,必然都是雙電機(jī)、甚至四電機(jī),這沒(méi)有什么好奇怪的。
這種布局方式由雷克薩斯RX首創(chuàng)
事實(shí)上這種布局方式并非純電動(dòng)時(shí)代獨(dú)享。最早采取這種方式的其實(shí)是雷克薩斯的RX400h(現(xiàn)在為RX450h)?;谪S田的混動(dòng)系統(tǒng),RX400h/450h的四驅(qū)系統(tǒng)率先摒棄了傳動(dòng)軸,而是將后軸部分也安置了一個(gè)電機(jī),與前軸電機(jī)形成了最早的雙電機(jī)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)。在這之后,越來(lái)越多的廠商開(kāi)始采納這種方式,例如標(biāo)致的3008等等。
雖然以上這些車型都不是純電動(dòng)車,但它們的基礎(chǔ)原理與MODEL S的雙電機(jī)系統(tǒng)是相通的,既如此,MODEL S “D系列”的創(chuàng)新性也就有限得很了。
雖然有限,但這種技術(shù)的效果顯而易見(jiàn):
首先,由于沒(méi)有繁冗的傳動(dòng)系統(tǒng),它對(duì)于整備質(zhì)量的提升也就僅限于一個(gè)電機(jī)的重量。
其次,傳統(tǒng)四驅(qū)那種傳動(dòng)系統(tǒng)能耗不復(fù)存在,這對(duì)于對(duì)效率要求極高的純電動(dòng)車來(lái)說(shuō),意義也是非同一般的。
第三,傳動(dòng)系統(tǒng)的噪音、震動(dòng)以及對(duì)布局、空間的影響也都不復(fù)存在。
另外,從四驅(qū)的控制特性來(lái)說(shuō),它也要比傳統(tǒng)四驅(qū)更加智能——前后軸的動(dòng)力什么時(shí)候給、給多少,理論上都可以“數(shù)控化”,有了它,傳統(tǒng)的差速鎖、限滑機(jī)構(gòu)都“弱爆了”。
以MODEL S D系列來(lái)看,普通版的60D和85D,前后軸的電機(jī)功率是一樣的,因此它理論上可以實(shí)現(xiàn)四輪動(dòng)力最均衡的分配。P85D的后軸動(dòng)力強(qiáng)于前軸,全力發(fā)揮的時(shí)候等同于偏后驅(qū)的四驅(qū)。這也非常符合性能車的動(dòng)力特性。
更關(guān)鍵的是,基于以上的這些優(yōu)勢(shì),雖然增加了四驅(qū)系統(tǒng),但它在整體效率方面并不會(huì)像傳統(tǒng)四驅(qū)車那樣會(huì)有太大的影響。換句話說(shuō),MODEL S D系列并不會(huì)因?yàn)樗尿?qū)系統(tǒng)而影響續(xù)航里程。但,會(huì)不會(huì)像我們直觀看到的那樣,會(huì)增加續(xù)航里程呢?
因雙電機(jī)增加續(xù)航里程的可能性不大
我們首先要認(rèn)清一點(diǎn),即我們看到的官方數(shù)據(jù)并非一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),所以僅以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)就認(rèn)為MODEL S D系列比后驅(qū)系列的續(xù)航里程長(zhǎng)是不妥的——后驅(qū)版的MODEL S續(xù)航里程數(shù)為EPA標(biāo)準(zhǔn)值,而D系列的續(xù)航里程數(shù)是65mph(英里/小時(shí))勻速行駛下的得數(shù)。很顯然,后者的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)更有利于續(xù)航里程的延長(zhǎng)。要知道,國(guó)內(nèi)的MODEL S標(biāo)稱的續(xù)航里程可是502km,這比以上所有的標(biāo)稱值、包括85D的295英里(約475km)還要長(zhǎng)。因此官網(wǎng)的這兩組數(shù)據(jù)沒(méi)有可比性,難以得出D系列比后驅(qū)系列續(xù)航里程更長(zhǎng)的結(jié)論。
由于沒(méi)有相同的數(shù)據(jù),也沒(méi)有經(jīng)過(guò)測(cè)試,因此我們無(wú)法得出D系列的續(xù)航里程就一定不如后驅(qū)版的結(jié)論。但從理論來(lái)分析,因?yàn)樵黾恿穗p電機(jī)而導(dǎo)致續(xù)航里程增加的可能性不大。
我們知道,混動(dòng)系統(tǒng)的總功率扭矩,不能靠發(fā)動(dòng)機(jī)的功率扭矩與電機(jī)的功率扭矩簡(jiǎn)單疊加,這是緣于發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)工作特性的迥然不同使然。而雙電機(jī)則不存在這個(gè)問(wèn)題,它可以通過(guò)系統(tǒng)匹配輕松做到總功率等同于兩個(gè)電機(jī)功率的簡(jiǎn)單疊加。那么在增加了前電機(jī)的情況下,除了四驅(qū)特性以外,從功率輸出來(lái)看可以大致視為采用了功率更大的后輪電機(jī)。
那么是不是電機(jī)功率越大越有利于能耗控制呢?電機(jī)雖然與內(nèi)燃機(jī)不同,但也沒(méi)有不同到違背自然規(guī)律的地步。這一點(diǎn)從特斯拉自己給出的P85D和85D數(shù)據(jù)可以得到印證——功率更大的P85D續(xù)航里程為275英里,比85D的295英里少了20英里。這兩個(gè)數(shù)值的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可是一樣的,完全具備可比性。
也許有人會(huì)想到電機(jī)雖轉(zhuǎn)速提升而功率衰減的特性,認(rèn)為增加了前電機(jī)以后可以延緩功率的衰減。其實(shí)這個(gè)特性在單電機(jī)的情況下也很容易做到——換裝更大功率電機(jī),然后通過(guò)傳動(dòng)比延后峰值車速的轉(zhuǎn)速點(diǎn)不就行了?那么既然單電機(jī)的情況下大功率電機(jī)續(xù)航里程不會(huì)高于小功率電機(jī),那么雙電機(jī)也不會(huì)例外。既如此,增加了一個(gè)前電機(jī)而導(dǎo)致整體續(xù)航里程增加的可能性,應(yīng)該是非常小的。
車云小結(jié):
不得不承認(rèn),在前軸再安裝一組60或85電機(jī)的P85D從性能來(lái)看的確是相當(dāng)強(qiáng)悍。它不僅實(shí)現(xiàn)了四輪驅(qū)動(dòng),加速成績(jī)也提升至3.4S。更有趣的是,它的能耗不會(huì)大幅度增加,也就是對(duì)于續(xù)航里程的影響不會(huì)太大。只是所有這一切,但從技術(shù)角度而言對(duì)于純電動(dòng)車來(lái)說(shuō)都太正常了,因此完全不必大驚小怪。
受關(guān)注度比較高的“續(xù)航里程延長(zhǎng)”一項(xiàng),由于缺乏可比數(shù)據(jù)無(wú)法定論,但理論上最終出現(xiàn)這種可能性也不大。最終的結(jié)果,在同等測(cè)試條件下P85D能與P85基本持平,就算是驚人表現(xiàn)了。
那么MODEL S P85D就沒(méi)有值得驚嘆地方了?有,例如它的半自動(dòng)駕駛,這在量產(chǎn)車上應(yīng)該是智能化程度最高的了。當(dāng)然,這已超出本文討論的范疇,不再贅述。