从赛道到民用 解析奥迪e-tron驱动技术

钢铁战士

　　【汽车点评·技术·原创】
　　这次上海车展，奥迪为我们带来了全新的e-tron A6L。作为最新的电动混动科技代表作，e-tron是什么？其又有着哪些不为人知的技术呢？目前奥迪e-tron最成功的应用在哪儿呢？今天这期技术简析，我就来回答上面的这些问题。
　　

　　先来说说e-tron的技术和来源吧：“e-tron”由英语“电子（electron）”一词演变而来。这个词清晰地表达了奥迪电动车的动力之源，更明确的说，凡是带有e-tron的车型，就一定是电力驱动或是半电力驱动的。就像quattro代表奥迪的全时四驱技术与全时四驱车型一样，e-tron代表了奥迪的电动科技与电动车型。
　　

　　2009年，奥迪在法兰克福车展发布了首台带有“e-tron”命名的车型：一款电动概念车。这款概念车拥有比奥迪R8更为梦幻的外形，它从静止加速到100公里/小时仅需4.8秒，续航里程达到248公里，最高车速被限制在200公里/小时。而驱动这一切的，则是4台电机驱动4个车轮的复杂技术。嗯，其实说白了也不是很复杂，就是我们常说的轮边电机，只不过奥迪做到了每个电机独立分配扭矩，这样保证了整车在弯道性能上的提升。
　　

　　随后从2009年至今的短短5年间，奥迪共开发了十余款被称为e-tron的概念车或技术原型车。这十余款e-tron尝试了各式各样的电动技术，模拟了各类顾客的用车需求。比如纯电动的A3 e-tron概念车，半电动半柴油动力的e-tron Spyder跑车等等。
　　下面我就用A1 e-tron来讲一讲，奥迪e-tron技术在民用车领域的最典型应用。
　　

　　上图就是A1 e-tron的电力驱动结构图，可以看到其将高压锂电池组放在了后座椅下方，然后通过高压输电线将电压传输到位于前轴的驱动轮部分（在上图中名为Electric traction motor）。有意思的是，其应用了一套燃油增程系统：在电池整体电压不足时，位于后备箱的一台小型转子发动机将会自动启动，带动发电机进行充电（在上图中名为Range Extender generator module的就是这个增程转子发电机）。系统将会自动判定目前的电池状态，在低电压或是能耗突然上升时（急加速，爬坡），位于后备箱的这个增程系统就会进入工作，一切并不需要驾驶员自主控制。只有当增程系统的燃油不足时，你才需要为这个小转子发动机补充燃料，这也是你除了电费以外唯一的开销。
　　

　　虽然A1 e-tron与平常的混动车型一样，也需要加油，毕竟位于后备箱下面的转子发动机还是需要烧油的。但不同的是这台转子发动机由于其只需要驱动发电机，而非直接驱动车辆前进行驶，所以其自一启动开始，就能够一直保持在最大经济转速区间，以此来获得最好的节油效果。所以对于增程电动车来说，A1 e-tron可以说是效率极高的一个设计。后来由雪佛兰开发的“Volt沃蓝达”车型，其电动混动原理也与A1 e-tron的这个差不多，可见奥迪的前瞻性非同小可。
　　那么说了半天，奥迪的e-tron技术最为成功的应用在哪方面呢？答案就是下面这台车：
　　R18 e-tron Quattro
　　

　　看到这里你可能又迷糊了：哎？这车不光外形科幻，怎么名字里又是e-tron又是quattro的？
　　其实，这是一台以e-tron电动驱动技术为主，通过e-tron实现四驱功能（quattro）的勒芒原型车。奥迪R18 e-tron quattro赛车的TDI（Turbo Diesel Injection，柴油涡轮增压共轨直喷）发动机永远只驱动后轮，位于前轴的电动机按需求推动前轮。当柴油发动机和电动机同时工作时，这款赛车就变成了一部四驱油电混合动力赛车（quattro）。
　　

　　具体来说，R18的主要动力来源为一台3.7升涡轮增压TDI柴油发动机，这台发动机大概能够提供558匹马力，并且这558匹马力全部用于驱动赛车的后轴（这台TDI发动机搭载了奥迪的电子涡轮技术，我之前的技术解析中详细介绍过此项技术）。
　　

　　在车头部分，有一台KERS动能回收装置用于收集赛车减速刹车时的能量，随后它们被储存在一个高速旋转的飞轮中（就好像发条一样，减速时发条被旋紧，储存能量）。在车手出弯踩下油门时，被储存的能量全部被输出在前轮上，驱动车辆更快速地出弯并且大大提高了车辆的循迹性和稳定性（想象一下发条被旋紧后猛地释放时的场景）。那么前轴的这套飞轮能够储存并输出多少马力？答：大约为272匹，所以系统总输出功率大概在830匹马力左右。那么，这套由飞轮动能回收和传统柴油引擎共同配合工作的系统就叫e-tron quattro。
　　

　　搭载这项技术的奥迪R18 e-tron quattro战车在参赛第一年就取得了胜利。现在，奥迪R18 e-tron quattro已经连续3年捧回勒芒24小时耐力赛的冠军奖杯。
　　

　　作为技术的反哺，随着时间的推移，这项一直在勒芒赛事中屡战屡胜的奥迪战车的王牌技术被慢慢民用化，大众化了。这也就是我们现在看到的这些挂着e-tron名头的种类繁多的概念车与量产车的由来，正是由于奥迪在勒芒的巨额研发投入，才使得我们在民用市场上有了更加多样化的选择。奥迪e-tron，这是一个极好的例子，证明了缘自跑车和赛车的尖端技术，只要厂家有耐心去解决耐用性和成本等等一系列问题，那么最终这些技术都能够使得普罗大众均能得益其中。