關(guān)于WRC混合動力Rally1的個人解讀

昨天WRC官方發(fā)了一篇關(guān)于對混合動力Rally1級別賽車大致的一些賽車設(shè)計要求和相對應(yīng)的一些特殊賽規(guī)的報道。
鏈接在這里:https://www.wrc.com/en/news/2021/wrc/fia-and-wrc-take-360-degree-approach-to-sustainable-future/
整篇下來,篇幅不大,但基本是解釋的比較清楚了,相信很多人看完還是一臉懵逼,看完后我是有自己的理解和看法,本文也僅是從一個拉力愛好者很不專業(yè)的角度去嘗試解讀這個最新的賽規(guī),可能對也可能都錯,歡迎一起討論。
先說我所理解的結(jié)論,這套混動系統(tǒng),工作原理上是插電混聯(lián)式混動系統(tǒng),電機(jī)可跟發(fā)動機(jī)一起工作,也可以單獨工作,電機(jī)整套系統(tǒng)要是壞了,大部分情況下不影響賽車?yán)^續(xù)參加WRC賽事,由于拉力賽事跟其他場地賽比有很大特殊性,受到各種環(huán)境限制,目前電機(jī)部分整個系統(tǒng)你可以理解為是作為半外掛的方式存在,整個比賽主要還是靠發(fā)動機(jī),2022年會根據(jù)這套系統(tǒng)做出相對應(yīng)的WRC賽規(guī)。
所有WRC rally1賽車的混動系統(tǒng),跟F1,勒芒混動一樣,由一家德國公司Compact Dynamics提供。
先整理一下我們想知道的WRC Rally1賽車的一些關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
內(nèi)燃機(jī) (ICE)繼續(xù)沿用原來的1.6 升渦輪增壓汽油發(fā)動機(jī),提供大約 280 千瓦(380 馬力)的功率
Compact Dynamics 提供的高性能 P3 拓?fù)浠旌舷到y(tǒng)重 84 公斤,可在緊湊的外殼中容納電動發(fā)電機(jī)單元 (MGU)、控制單元和電池。MGU在加速期間提供 100kW (134hp) 的功率和 180Nm 的扭矩。MGU 的運(yùn)行速度高達(dá) 12,000 rpm,電池的運(yùn)行電壓高達(dá) 750 伏,逆變器控制單元密封在碳纖維外殼中,以抵抗發(fā)生事故時可能出現(xiàn)的力和沖擊。該裝置設(shè)計用于承受 70G 的沖擊。
一個 3.9kWh 容量的電池組,在制動和滑行期間,系統(tǒng)回收通常損失的能量并將其存儲在電池中。如有必要,也可以在服務(wù)中斷期間通過外部電源(插電式混合動力)為電池充電。使用專用單元從 20% 充電到 80% 大約需要 20 分鐘。
混合動力單元直接連接到傳動軸
整套P3混合系統(tǒng)獨立于汽車的電氣系統(tǒng)、
必須在發(fā)動機(jī)控制單元 (ECU) 中實施使用電能的策略
以上是我在WRC原文里的關(guān)鍵節(jié)選,下面我簡單解釋下什么意思
發(fā)動機(jī)還是現(xiàn)在用的那個,沒變化
P3系統(tǒng)讓整臺WRC賽車重了84公斤,MGU可以給WRC原有的380匹馬力上,最多增加134匹,這套系統(tǒng)耐撞,就算遇到米克這樣的翻車王,理論上不用擔(dān)心會炸,對,理論上
rally 1是有電池的,可以跟現(xiàn)在電車一樣插電充電,也可以利用系統(tǒng)回收充電,電池容量不大,很快就能充滿
電機(jī)可以直接作用在傳動軸,意思是,電機(jī)不是裝在哪個輪上,只對那個輪有驅(qū)動作用,而是跟發(fā)動機(jī)一樣直接驅(qū)動四驅(qū)系統(tǒng),無關(guān)與發(fā)力裝置是發(fā)動機(jī)還是電動機(jī)。
這套電機(jī)是自己單獨的電路,yeah,整套電機(jī)系統(tǒng)壞了也不會影響到賽車本身,賽車還是能繼續(xù)跑比賽,頂多就是沒有了電機(jī)輔助。rally1可以在純電動,純發(fā)動機(jī),電動機(jī)發(fā)動機(jī)一起發(fā)力三種模式下工作。
在比賽中,什么時候可以用電機(jī),電機(jī)可以輸出多少,全部由ECU控制,車手是沒有機(jī)會手動激活額外的動力,例如通過一鍵啟動系統(tǒng)。而ECU控制策略,由車隊在比賽前將通過軟件程序?qū)懞貌呗猿绦蜉斎氲紼CU里,監(jiān)督部門驗車后就應(yīng)該不能改了。
混合動力究竟有無存在意義?
有,全球都在環(huán)保減排,我國也在2030前全面電動,國際汽聯(lián)已經(jīng)下了規(guī)定要減少賽車排放,全電動是大勢所趨。但對于拉力賽事來說,受限于比賽賽道長且在野郊,混合動力是一個折中的解決辦法。
網(wǎng)友疑問最多的是目前看到混動賽車的測試視頻,都是引擎轟鳴,很不解,這部分我根據(jù)WRC官方給的信息也做了個我認(rèn)為的分析,具體看后面第三點的賽道模式部分。
解釋完前面的,下面進(jìn)入正題,這套混動系統(tǒng)到底在拉力比賽中怎么個玩法。
一、全電動模式
原文:在全電動模式下,根據(jù)路況,Rally1 汽車的全電動續(xù)航里程可達(dá) 20 公里。功率被限制在 50% 以延長電池壽命。全電動模式可供車隊在所有的路段使用的動力模式。此外,道路手冊中將有專用通道標(biāo)記,團(tuán)隊必須使用全電動模式,例如在服務(wù)園區(qū)周圍和可能的其他建筑區(qū)域。新的 Rally1 汽車能夠僅使用清潔電力在聯(lián)絡(luò)路段的部分區(qū)域行駛。
個人理解:
車手可以在任何時候使用全電動模式,不過續(xù)航短只有20公里(被限制),馬力減了一半。但是新賽規(guī)也加入了只能使用全電動模式的規(guī)定,例如在新的一站開幕式發(fā)車,服務(wù)區(qū)內(nèi),市區(qū)禁止燃油車行駛路段,甚至是比賽中時候,經(jīng)過的小村莊的路段,被要求降低噪音和空氣污染的甚至只允許電車通行,既然車手不能手動控制模式切換,那就應(yīng)該是ECU會自動根據(jù)GPS信息判斷,或者在勘路時候就編程好了,這路段是啟動或關(guān)閉全電動模式,嗯,為了環(huán)保。
二、賽道起步模式
原文:在 WRC 賽事的每個特殊階段開始時,混合動力系統(tǒng)的全部功率將可用于釋放 1000 千焦耳的能量來支持汽油發(fā)動機(jī)大約前 10 秒,或者直到駕駛員松開油門或按下制動。
個人理解:
在被賽規(guī)允許的賽段上,可以開啟發(fā)動機(jī)和電動機(jī),總共514匹的彈射起步。
但是規(guī)定里有兩個選擇
第一個是起步的前10秒514匹全功率,10秒后自動關(guān)停全功率,然后進(jìn)入正式賽事的混合模式。
第二個是你可以全功率彈射起步一直維持到車手松開油門,或者踩剎車那一刻結(jié)束。
這。。。這是打算起步都2秒內(nèi)破百洛?
三、賽道模式
原文由Google直接翻譯:
在特殊階段,車隊和車手將能夠創(chuàng)建最多三個個性化“地圖”來決定如何部署 100kW 混合動力。這些地圖將僅基于駕駛員輸入(油門踏板和制動器)。它們將允許以適合駕駛員風(fēng)格和路況的方式釋放能量。每按一次油門釋放的電量將取決于階段的長度和電池的荷電狀態(tài)(SOC)。例如,較短的階段和充滿電的電池意味著每次油門應(yīng)用可以提供更長的電力。長級意味著在每個油門應(yīng)用中可用的能量更少。當(dāng)油門踏板松開并處于制動狀態(tài)(再生階段或“再生”)時,混合動力單元會自動恢復(fù)電力。 MGU 還可以制動汽車并為電池充電。為了重復(fù)使用混合動力,駕駛員必須積累足夠的再生能量來創(chuàng)造所謂的“有效再生”。在每次有效再生后以及下一次駕駛員按下油門時,他們將獲得電力,具體取決于他們選擇的地圖選擇的參數(shù)。駕駛員也可以為再生階段創(chuàng)建最多三個地圖。這提供了一個機(jī)會來定制如何以及何時使用再生,因為這將與汽車上的發(fā)動機(jī)制動產(chǎn)生相同的效果。無論駕駛員剎車多么猛烈,制動回收功率都限制在 30kW 以內(nèi)。加速時可用的功率為 100kW,因此在一個階段的長度內(nèi),電池電量將耗盡。混合動力裝置將根據(jù)每個單獨舞臺的公里距離進(jìn)行預(yù)編程,并將管理可用電力的持續(xù)時間,以確保整個舞臺都有可用的電力。
這段好長,我還只是截取了重要部分的,下面的解釋可能會有些爭議,不過沒關(guān)系,只是我的理解而已
解釋:
這應(yīng)該是最折騰死后勤的部分了。
接起之前說的,B站很早就已經(jīng)開始有混動賽車路試的視頻,但是我們看了很久,怎么看都是跟之前現(xiàn)有的車輛一樣,引擎聲轟鳴一點不減。這個結(jié)合rally1的技術(shù)參數(shù),可以看出,電機(jī)在比賽期間是一個輔助動力作用,134匹馬力,我想應(yīng)該沒有哪個車隊,會在除了限定僅限電動區(qū)域外的路段,只用電機(jī)驅(qū)動吧?所以,主要還是靠發(fā)動機(jī)驅(qū)動,電動機(jī)打輔助,在發(fā)動機(jī)的轟鳴下,你還能聽到電機(jī)的嚶嚶嚶?
在特殊階段,車隊和車手將能夠創(chuàng)建最多三個個性化“地圖”來決定如何部署 100kW 混合動力。這些地圖將僅基于駕駛員輸入(油門踏板和制動器)。它們將允許以適合駕駛員風(fēng)格和路況的方式釋放能量。
這第一條信息已經(jīng)很多人一頭霧水,我給的理解是車手和車隊,在根據(jù)考察過賽道和車手的情況后,對發(fā)動機(jī)和電子混合輸出邏輯的制定調(diào)教方案,可以最多搞三個,其實就是三個ECU程序。正式比賽中,在不同的賽道,ECU會在車隊預(yù)先設(shè)定好的三個調(diào)教方案里自動選擇相對應(yīng)的來運(yùn)行、
原文提到僅基于油門和制動輸入數(shù)據(jù),那就是說,電機(jī)的動力分配曲線有可能就是按照油門的控制力度,油門點踩頻率等信息來折騰的。
每按一次油門釋放的電量將取決于階段的長度和電池的荷電狀態(tài)(SOC)。例如,較短的階段和充滿電的電池意味著每次油門應(yīng)用可以提供更長的電力。長級意味著在每個油門應(yīng)用中可用的能量更少。
這段話就挺有意思,信息量很大。我的理解是,一臺充滿電的混動車,可以在那條賽道上用完所有的電能,由于除去中間回收的電量外,車載的電池容量是固定的,所以這里會發(fā)現(xiàn)制定ECU的使用策略時候,是很有可能根據(jù)賽道的長度,計算電池總能量+整個賽段中回收的能量后,來控制每次踩油門,電機(jī)的實際輔助輸出功率。
這也不難理解,賽道越長,那實際分配到的每一次油門,電機(jī)輸出功率越小,賽道越短,每一次油門分配到的功率越大。
當(dāng)油門踏板松開并處于制動狀態(tài)(再生階段或“再生”)時,混合動力單元會自動恢復(fù)電力。 MGU 還可以制動汽車并為電池充電。為了重復(fù)使用混合動力,駕駛員必須積累足夠的再生能量來創(chuàng)造所謂的“有效再生”。在每次有效再生后以及下一次駕駛員按下油門時,他們將獲得電力,具體取決于他們選擇的地圖選擇的參數(shù)。
這套系統(tǒng)是有能源回收系統(tǒng),也就是有發(fā)電機(jī)。MGU有制動效果的,開過電動車都知道電力回收是有回收力度選擇的,回收力度越大,收油門后減速就越明顯,跟發(fā)動機(jī)制動效果一樣,不同的是MGU這個是可以利用制動來給電池充電。對車手的影響就是,以前踩剎車才有明顯車速降低的效果,現(xiàn)在松油門也能有明顯降速的效果,至于這效果需要多大,就意味著車隊需要根據(jù)車手的駕駛風(fēng)格,調(diào)出合適的三個回收策略(又是后勤忙),車手也要配合新車來調(diào)整自己的駕駛策略。
無論駕駛員剎車多么猛烈,制動回收功率都限制在 30kW 以內(nèi)。加速時可用的功率為 100kW,因此在一個階段的長度內(nèi),電池電量將耗盡。
回收的功率比加速的功率,低了70%,就是入不敷出,電池容量固定,最終會用完,可能有人會想,我只用發(fā)動機(jī)開,那我減速時候不就能不斷的充電洛?家用這么想是對的,但是比賽中,有額外的動力你會不用么,肯定是榨盡每一點性能啊
混合動力裝置將根據(jù)每個單獨舞臺的公里距離進(jìn)行預(yù)編程,并將管理可用電力的持續(xù)時間,以確保整個舞臺都有可用的電力。
這個我好像在第二條寫的意思差不多了,就是可以預(yù)先給ECU寫好電力輸出方案,讓這條賽段都有電機(jī)的馬力輔助,榨取干凈每一點可以利用的電能。估計就是這樣。
關(guān)于文章里提到的車架什么的安全性東西,我關(guān)注點只在混合動力系統(tǒng)上,故忽略。
對于WRC的整篇東西,我是有幾個疑問的
除了允許下的全功率起步外,車隊和車手在比賽中,其他地方是否也能調(diào)用到全功率514匹呢?
20分鐘可以從20%充滿到80%的電,那每條賽道完賽后,我可不可以先去插個電,再趕往下一條賽道?(doge)
以上都是基于我個人的理解,具體是不是這樣,就看WRC明年的比賽怎么樣了。洋洋灑灑又幾千字。。。