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“传统车企没有机会”?解读杜卡迪电动赛车 V21L(中)

   日期:2022-08-27     来源:群策网    浏览:237    评论:0    
核心提示:传统车企没有机会?解读杜卡迪电动赛车 V21L(中)电动、 新能源与传统的燃油车之间,常见于国内媒体上的话术,以传统车企已经没
 “传统车企没有机会”?解读杜卡迪电动赛车 V21L(中)

电动、“ 新能源 ” 与传统的燃油车之间,常见于国内媒体上的话术,以 “ 传统车企已经没有机会 ”、“ 互联网造车 ” 等。“ 传统 ” 的燃油车制造商,如何在电动领域里、利用自己原有的技术优势去面对 “ 新能源 ” 的冲击?

下面的文章,摘录、编译自 Asphalt & Rubber 在七月 5 日发表的评论文章,作者 David Emmett,题为 A Deep Dive into the Creation of Ducati’s First Electric Superbike “ 深入解读杜卡迪的第一辆电动超级跑车 ”。

下面,我们透过这一文章,且看看文中所描述的、杜卡迪的一些思路与手段,尽管文章的内容仅针对赛车,以赛道作为验证车辆的技术解决方案、主要适用于高性能的娱乐休闲车型,但说不准,对通勤类的车型、也或多或少地来点启发。

下面的链接是上一期的编译:

“传统车企没有机会”?解读杜卡迪电动赛车 V21L(上)

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(续上期)

杜卡迪在收到开发一台全新的 MotoE 电动赛车项目之后,采取的第一步是让 eMobility(e 出行)部门的总监坎内(Roberto Cane)联系奥迪集团(注:杜卡迪与奥迪同属德国大众集团),以利用他们现有的专业知识。这样,他们就能够利用位于德国萨尔茨基特工厂、大众汽车电池研究中心现有的资源和技术,并得到了正在开发高性能电动跑车的保时捷和兰博基尼的大量帮助。

MotoE 推广公司多纳(Dorna)给了杜卡迪两个主要标准:它的重量必须小于 237 公斤,并且赛车必须能够在不同的赛道内、完成预定的比赛距离,而这个赛程通常在 7 到 10 圈之间。作为参考,目前的 MotoE 赛车,来自 Energica 的 Ego Corsa,重量约为 247 公斤。

杜卡迪面临的第一个选择、是决定将焦点放在重量还是性能。基本上,你想让电池的能量越多、电池就会越重,因为需要更多的材料来储存电量。而杜卡迪最初的设计目标是专注于使 V21L 的感觉尽可能像是搭载内燃机的赛车,因此他们选择关注重量、而不是动力。因此,杜卡迪成功地将 V21L 的重量降至 225 公斤。相比之下,MotoGP 赛车的最小重量为 157 公斤,而杜卡迪的市售型超级跑车 Panigale V4S 的标注整备重量为 195.5 公斤。

杜卡迪如何设法做出如此低的重量?核心之一是把碳纤维外壳的电池组,作为车架的受力构件。该电池组包含一个容量为 18 kWh 的电池,重量为 110 公斤。将电池组作为受力构件,可以相对自由地将其放置在可选择的位置,以优化处理和分布重量。电池的内部,杜卡迪还选择使用圆柱形的电池粒,而不是汽车电池组中常用的棱柱形或袋形电池。使用圆柱形电池粒,让设计者能够更自由地塑造电池组的外部,创造出更适合车体其他布局的空间形状。而其他的电动车,包括 MotoE 现行所使用的 Energica Ego Corsa,采用的是大型的矩形电池组,其电池组外壳内、需要有强化的框架式结构。

当然,在承载式车架设计这方面,杜卡迪具有丰富的经验。这家意大利工厂长期以来一直将发动机用作各运动车型的受力部件,在将 Desmosedii GP15 发动机改造为现在的 Panigale V4 公路型超级跑车时,也是将发动机用作受力部件。电池组通过一个较短的铝制前车架连接到主轴箱,而承托座椅的是一个碳纤维制的尾樑(副车架),后摇臂是铝制的,并连接到电池组后部的铝制枢轴支架上。

坎内告诉笔者,设计和制造电池组,为碳纤维外壳找到正确的刚度和强度,是 V21L 开发过程所遇到的难题中,需要破解的最难的部分。他表示,“ 在我看来,赛车最复杂的部分是电池组,在设计这种车时,您必须考虑到(平衡)不同的方向:首先,你必须在电池组中的能量和功率、重量这些矛盾之间找到最佳的平衡,因为这肯定会是一个折衷方案。”

“ 然后,一旦你确定了什么是最佳折衷方案,你就必须让它工作起来,尤其是让它在非常恶劣的条件下工作,比如在赛道上,空气中的温度达到摄氏 35 度,而且你会遇到有一些组件会变得非常热的问题,因为它提供了非常高的功率。对热量的管理是另一个关键的设计目标,它会消耗走电池中的能量。而另一个问题是冷却系统。老实说,对冷却系统的开发过程有点像是噩梦 ”。卡内说到。

电池组、逆变器(控制从电池到电机的供电)和电机都有不同的冷却要求。杜卡迪拿出来的解决方案是创建两个独立的冷却系统:大系统用于冷却电池组,小系统用于冷却电机和逆变器。由于电池组需要在比电机和逆变器更低的温度下运行,因此该组件有一个更大的散热器,并带有一个电动泵来管理液体的流动以优化冷却。

液冷设计的电池组还有一个好处:可以让赛车更快地充电,使用尾部的插座,连接 20 kW 的充电系统,赛车可以在 45 分钟内从几乎完全零电量快速充电到 80% 。系统还可以在赛车进入维修区/车库后立即充电,而无需等待冷却。而电机和逆变器使用较小的散热器,使用微型电机驱动的泵。

整个系统看起来非常类似于制冷却系统,它由一个大型的散热器,加上一个较小的、有点像是燃油摩托车油冷系统的散热器组成。

下面的图片,杜卡迪测试中的 V21L 电动原型赛车(资料图片)。

除了利用集团内的资源,杜卡迪的 MotoE 赛车项目,还与意大利当地汽车谷(Motor Valley)的多家专业工程公司展开合作,以帮助开发逆变器和马达。意大利的汽车谷位于米萨诺(Misano)和米兰(Milan)之间的波谷(Po Valley)地段,有着众多意大利当地技术领先的汽车、配套产业公司。

逆变器采用碳化硅 MOSFET(注:MOSFET,metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金属-氧化物半导体场效应晶体管)的设计,重量仅为 5 公斤。而电机是与另一家供应商合作设计的,杜卡迪称、该供应商是电机领域目前的技术领先公司之一(尽管杜卡迪没有明确提及该公司的名字)。电机总成的重量为 21 公斤,最大转速可以达到 18000 rpm,峰值动力输出 110 kw(约 150 匹马力)和 140 N.m 的峰值扭矩。峰值扭矩的数据、大幅低于现时 Energica Ego Corsa 的 215 N.m 数值,但最终在赛道上实际可用的扭矩、将受到轮胎抓地力的限制。

对于杜卡迪来说,开发 V21L 的另一个目标,是在设计和生产各个电动部件的过程中,尽可能多地学习并累积经验。

(待续)。

文章来源:Asphalt & Rubber

原文作者:David Emmett

编译:Vicky。原文有删节。

 
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