电子涡轮+48V+小电机F1发动机技术彻底民用

日期:2020-01-11编辑作者:分析预测

  梅赛德斯-AMG打造的顶级超跑AMG Project One,已经发出预告。这款刷新三观的超跑,搭载的竟然是一套F1方程式上面的1.6T V6涡轮增压发动机。如果你以为这是奔驰将F1发动机技术民用化的开始,F0雨刷电机那你就错了。线技术民用化,你可能还没发现!

  当今F1上的1.6T V6涡轮增压发动机,已经不是单纯的内燃机,它是一套技术顶尖的混合动力系统。在它上面,有一套KERS系统,也就是能量回收系统。

  把KERS系统说成混合动力技术,F0雨刷电机没毛病,因为从原理来看,它跟一般跟混合动力系统非常相似。在1.6T V6涡轮增压发动机上面,安装这一台可充当发电机和电动机的模块,称为动能电机(MGU-K),减速时部分能量由它来回收转化为电能,然后电能会储存到能量存储单元(ES),最后释放动力时,又通过控制单元(CE)控制释放,最终由动能电机(MGU-K)再将动力释放。

  这一过程跟大部分混合动力系统的原理是一样的,目的也是希望将减速时的部分能量收集回来,到加速时又重新利用,提高发动机的效率,也就是为了省油,这样的技术并不算新鲜。

  而这套KERS系统还有一个最特别的部件,目前混合动力系统都没有,就是热能电机(MGU-H),它安装在涡轮上面,将涡轮上多余的能量回收转化为动力能,然后加速时直接让涡轮加速,提高涡轮的响应性,大大缓解涡轮迟滞的影响。

  热能电机(MGU-H)技术是目前最难实现民用化的,这台电机直接安装在涡轮上,要知道涡轮是一个发热大户,特别想F1这种性能要求超高的赛车上,涡轮往往被烧成红色,而且涡轮转速轻松就能达到十万多转。一台电机要经受得住如此高温高负荷,难度极大,而且民用车更要考虑生产研发成本、耐用性,这种技术几乎不可能用在民用车上。

  但是,利用发散性思维,可以想到另一个方向解决,既然电机直接安装在涡轮上不现实,那边把它放远一点,不就解决了吗?所以,电子涡轮就这么诞生了。这种技术,跟F1的热能电机(MGU-H)技术很类似。

  它就是在涡轮增压器的基础上,再串联一个电动涡轮,弥补传统废气涡轮的迟滞问题,发动机的动力输出将会更稳定。目前,不少车厂已经在研发使用电子涡轮技术的发动机,也已经有成果,像奥迪、奔驰都有已经开发出来,而斯巴鲁也在研发当中。

  而F1发动机上面的KERS系统,实际跟48V弱混合动力系统也很接近,目前也开始实现民用化。传统强混合动力技术,节油效果很明显,但需要复杂的系统来实现,无形中增加了生产研发成本。48V电源技术仅仅属于弱混合动力系统,节油效果不如传统强混合动力技术,但一定程度对提升发动机效率又帮助。

  传统汽车电源通常只有12V,48V弱混合动力系统将电源系统的电源电压提升到48V,以满足启动/发电一台电机的使用条件。当然,相应的电控系统还是不能少,这也是核心技术的一部分。

  而类似48V弱混合动力系统的技术也逐渐开始流行,有些车型已经应用,一些自主品牌也已经在研发这种技术,甚至可以做到更高的电压,在增加少量成本的情况下,能够尽可能实现能效提高,这是非常值得推广的技术。

  F1赛车上的尖端技术,要复制到民用领域非常困难,因为F1赛车几乎不考虑成本,对耐用性要求也没有民用车那么高,因此可以尽情压榨。但这些技术,并非不能应用到民用车上,所以,F1依然是汽车技术的实验场。

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