动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

法拉利首款电动车型将是一款运动型跨界车(Lars Sältzer 的艺术概念图)

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

法拉利新的电动汽车工厂,将在此生产其电动汽车。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

跃马:即将接入

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

法拉利凭借其高性能混合动力车型,悄然积累了电池技术领域的专业知识。

法拉利电动车首批细节曝光
它不会是超级跑车……
……但它将充满科技感

无处可藏。法拉利是卓越内燃机的代名词;这些燃烧燃料的艺术品源自辉煌的血统,可以追溯到几十年前——事实上,可以追溯到上世纪中叶,当时第一辆法拉利V12引擎轰鸣着驶入马拉内罗标志性的大门。

法拉利深厚的历史底蕴助力其销售新款V6、V8和V12车型。然而,它却如同铁锅里的橘子一般,将首款法拉利电动车碾压得粉碎。这款车缺少了引擎的轰鸣、传承的基因,以及标志性的红色皱纹凸轮轴盖,仿佛在启动前就注定失败。事实上,对于法拉利而言,电动化似乎比其他任何汽车公司都更加自相矛盾

更重要的是,法拉利无法将自己的电动车研发成果与其他品牌进行比较。诚然,像Rimac和重生的路特斯这样的新兴品牌已经开辟了一条(商业上并不成功的)纯电动高性能之路。但兰博基尼或阿斯顿·马丁的电动车还要几年才能问世,而宾利计划于2026年推出的“城市电动车”也并非旨在成为任何动态性能的标杆。

那么问题来了,法拉利为什么要费这个劲呢?“原因有二,”首席执行官贝内德托·维尼亚解释道,“第一,我们想证明,任何技术都可以用来取悦我们的客户。我们推出电动法拉利,也是为了尽可能扩大我们的客户群体。”

维尼亚也热切希望法拉利兑现承诺,因此这款电动车即将面世。虽然要到明年年中才能正式亮相,但我们现在已经对它的概念和技术方案有了相当深入的了解——法拉利希望这些工程技术能够赋予这款电动车与其传统动力系统几乎习以为常的那种优势。

你想知道什么?

  1. 为什么它不会是一款超级跑车?

  2. 我们说的是哪种力量?

  3. 法拉利在自主研发电池吗?

  4. 开车会很有趣吗?

直说吧:它不会是超级跑车,对吧?

不,并非如此。法拉利目前坚持的电池化学技术无法带来足够大的性能提升来抵消重量增加。这不会是一辆没有发动机的296 GTB,也不会是一辆没有V6发动机的法拉利F80——但我们早就知道这一点了。

法拉利尚未确认车身样式,只透露将采用四门设计,但我们预计它将是一款低矮、驾驶舱前倾的轿跑SUV,其整体概念与捷豹I-Pace颇为相似。外观设计由弗拉维奥·曼佐尼的团队负责,内饰设计则由前苹果设计师乔纳森·艾维及其创立的设计工作室LoveFrom共同完成。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

这款电动法拉利采用四台电机,前后轴各两台。总输出功率超过1000马力,其中后轴电机即可输出831马力,前轴电机最大功率为282马力。不出所料,其性能极其出色:0-100公里/小时加速不到2.5秒,最高时速可达310公里/小时(与Purosangue SUV相同)。官方宣称续航里程超过530公里,最大充电功率为350千瓦。

印象深刻吗?是?否?这就是电动汽车的奇特之处。它们早已凭借强劲的动力超越了最强大的传统超级跑车,像Rimac NeveraLotus Evija这样的车型更是性能卓越,以至于数据都失去了意义。但法拉利却对那些在直线加速赛道上叱咤风云的电动汽车嗤之以鼻,称它们为“大象”,认为它们缺乏操控的灵活性。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

这款电动法拉利将是一款量产车型,而非限量版旗舰产品,从这个意义上讲,它更接近即将上市的卡宴电动版,而非Rimac。保时捷旗舰版Turbo车型(采用两台电机而非四台,电池容量为113千瓦时)也能输出超过1000马力。法拉利配备122千瓦时的电池,容量更大,重量更轻。马拉内罗方面声称其重量为2300公斤,比卡宴电动Turbo轻了足足300公斤(但比搭载V12发动机的Purosangue重300公斤)。

请介绍一下发动机的情况。

全新电动轴的方方面面——从技术、控制软件到制造——都由法拉利在马拉内罗自主完成。法拉利强调,虽然这可能是其首款量产电动车,但这并非其首次涉足电动领域。早在2009年,法拉利就凭借F399赛车迎接了F1赛车KERS时代的挑战。此后,法拉利推出了599 Hy-KERS原型车、长达十年的V6混合动力F1赛车,以及一系列混合动力公路车型,包括LaFerrariSF90 Stradale、296 GTB,以及如今的F80。

除了系统总功率外,法拉利还公布了其驱动单元的单位功率输出——前轴每公斤4.3马力,后轴每公斤6.4马力。不出所料,这些数据与宝马最新的第六代电动动力系统相比毫不逊色。尽管宝马的动力系统在成本和产量方面与法拉利截然不同,但同样代表了行业领先水平。宝马的后轴动力系统重量为120公斤,功率为296马力,即每公斤2.47马力;前轴动力系统重量为70公斤,功率为178马力,即每公斤2.54马力。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

法拉利的电机是永磁电机,后轮转速可达 25,000 转/分,前轮转速可达 30,000 转/分,它们与 F80 前轴上的电机相关,使该硬件一上市就具备顶级的性能。

法拉利不仅对这些动力单元的强大性能感到满意,更对其紧凑高效的结构赞不绝口——据称,这得益于赛车运动的经验积累,尤其是哈尔巴赫阵列的应用;这种独特的磁体排列方式能够精准地在法拉利工程师所需的位置产生强大而集中的磁场。紧凑的定子内部积聚的热量是高性能电机的敌人,而法拉利并没有像保时捷在新卡宴高性能后置电机中那样采用直接油冷的方式来解决这个问题,而是使用了一种高导热树脂(导热系数是空气的40倍)。这种树脂通过真空浸渍工艺注入定子内部,能够高效地将热量从电机传递到液冷系统中。

据称,这种树脂还能提升机械强度——考虑到离心力的影响,这一点至关重要。为此,电机还采用了1.6毫米厚的碳纤维套筒,这些套筒压入转子中,有助于保护各个磁体免受高转速下产生的巨大离心力。这种碳纤维套筒具有良好的热稳定性(而金属套筒则容易因热膨胀而产生问题),有助于在定子和转子之间保持稳定且非常小的0.5毫米气隙,从而提高效率。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

轻巧紧凑的逆变器与驱动单元集成在一起,负责在能量回收过程中(功率最高可达 500kW,Cayenne 可达 600kW,横向加速度为 0.68g)管理直流电和交流电之间的切换,从而为电池组充电。它们对动力系统的驱动方式和驾驶感受有着极大的控制力,而法拉利则运用了一些智能逆变器管理技术来进一步提升续航里程。扭矩的供应会根据驾驶员的需求而快速切换,在零扭矩和两倍扭矩之间切换,从而保证平均扭矩输出符合要求,同时降低能耗,法拉利声称,这在高速公路行驶中可额外增加 6 英里的续航里程。

电池呢?也是法拉利自家的吗?

是的,某种程度上是这样。在技术精湛、积极创新的首席执行官维尼亚的密切关注下,法拉利正以严谨的态度打造其Elettrica(暂且不定名,我们拭目以待),没有急于求成地采用现成的解决方案。除了电池本身。电池组由法拉利自主研发,并在马拉内罗进行最终组装,但电池芯则由韩国SK-On公司提供,法拉利与SK-On在混合动力车型方面已合作多年。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

这款车的电池容量高达122千瓦时(法拉利仍在努力提升净容量),是目前我们见过的电动汽车中最大的电池容量之一。大部分电池位于底盘下方,前后轴之间,剩余的15%则位于后排座椅下方。车辆的整体重量分配为前47%,后53%。

与高性能电动汽车的常见做法一样,电池是车身结构不可分割的一部分,通过多达20个锚点牢固地固定在单体式车身上,利用其不小的重量和刚性来增强车身结构强度。正如您所料,这也有助于降低车辆的重心——法拉利估计,与同等燃油车相比,其重心降低了80毫米。

这款电池可拆卸且可维修,由三块冷却板进行冷却——两块位于主电池壳上,第三块较小的冷却板位于后排座椅下方的电池部分。保时捷为 Cayenne 的 113kWh 电池采用双面冷却,而法拉利则仅在底部进行冷却,其冷却系统流量可在 51 升/分钟到 351 升/分钟之间调节(如果您真的想深入研究车辆性能的话)。法拉利声称,电池模块内的金属板能够高效地将热量从电池中散发出去,因此无需双面冷却。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

所谓的“单体电池封装”(cell-to-pack)结构,摒弃了模块,将尽可能多的电芯封装在电池中,因其在给定尺寸内能实现更高的容量而广受欢迎。但其缺点在于维护保养。正如法拉利所说,“一旦电芯损坏,整个产品也就报废了”。而Elettrica电池的核心理念是长寿命,法拉利表示其电池“性能将始终保持不变”。如果某个电芯或模块出现问题,可以拆卸电池并更换相应的模块——共有15个模块,每个模块包含14个软包电芯。

我应该在意吗?开车其实不会有什么乐趣,对吧?

法拉利表示,这款新车将比现已停产的GTC4 Lusso和Purosangue更实用,但驾驶乐趣却可能更胜一筹。事实上,法拉利高层一直以来都在不遗余力地宣传其电动车的驾驶动态性能。

“我们研发新技术,是出于提升生活品质的愿望,不仅从实用角度出发,也为了增添乐趣,”首席执行官维尼亚去年在接受《CAR》杂志独家专访时表示。“电动汽车就能做到这一点。我亲自试驾过,它确实独一无二。如今谈到电动汽车,人们通常会想到车身笨重,直线加速性能尚可。但一旦进入横向加速阶段,身体的感受,耳朵里的陀螺仪,就会与车身失去联系,让人感觉很不舒服。如今的电动汽车制造商不得不优化成本——而我们则不必为此操心。”

我们现在知道,维尼亚指的是Elettrica的底盘系统,这使其成为一款里程碑式的车型。后轮转向、Purosangue主动悬架系统的改进版,以及四电机动力系统强大的扭矩矢量分配能力,使得这款车——用法拉利的话来说——能够实现完全主动的过弯,从而让Elettrica摆脱了传统工程设计车型所面临的种种妥协。

这套主动悬挂系统是Multimatic系统的升级版,减震器重量减轻了2公斤,螺纹阻尼杆的螺距增加了20%,从而能够更精准地控制垂直运动,并配备了油温传感器,以确保性能的稳定性。该系统有望使Elettrica成为迄今为止最安静、最舒适、最精致的法拉利——同时,在高速行驶时,它依然拥有与Purosangue一样令人惊艳的灵活性,甚至可能更胜一筹。

动力、拨片和电吉他:法拉利揭秘其首款电动汽车背后的技术-有驾

该系统利用车辆四个车轮上的强劲电机和螺纹轴,完全掌控车辆的姿态。有了它,无需在乘坐舒适性和车身控制之间做出妥协——两者兼得。再加上全轮驱动、四轮转向和强大的扭矩矢量分配系统,最终打造出一款在同等尺寸和重量下都堪称无与伦比的电动汽车。事实上,法拉利表示,这种效果相当于减重450公斤。

但是,真正的法拉利带来的那种体验又该如何感受呢?那种令人脊背发凉的轰鸣声,以及在变速箱上上下切换的刺激感,无论是使用球形换挡杆在开放式挡位中换挡,还是使用拨片换挡?嗯,Elettrica 也试图带给你这些体验。

Elettrica配备了换挡拨片和一个“变速箱”,或者至少是一组预设的五个扭矩等级,可通过拨片进行切换;向左拨动降低扭矩,向右拨动升高扭矩。先是现代,然后是保时捷,很快AMG也加入了进来,现在又是法拉利——似乎任何认真致力于开发以驾驶者为中心的电动汽车的厂商都无法忽视模拟变速箱的概念。为什么不呢?这个想法听起来可能有点噱头,但现代Ioniq 5 N证明,如果设计得当,它确实能带来令人满意的驾驶体验,让驾驶更加轻松愉悦。

至于噪音方面,它会发出一些声音——当你想要的时候。大多数情况下,法拉利会默认你驾驶的是纯电动模式,因为你想享受片刻宁静。但如果你猛踩油门或频繁操作换挡拨片,Elettrica 就会发出真正的噪音。

一个安装在后电机外壳特定位置的加速度计(他们尝试了50个不同的位置才最终确定)会根据车速和负载以不同的频率振动,并将这种振动反馈到车厢内,形成噪音,正如法拉利所说,赋予“电动马达真实的声音”。降噪系统会滤除令人不悦的频率,并将悦耳的频率提升到更高的水平。这并非人造噪音,但它也并非像排气或进气噪音那样纯粹或模拟。法拉利用电吉他来做比喻,这个比喻很贴切。就像电吉他一样,声音仍然来自真实的声源,但噪音是通过电子方式放大的,而不是通过吉他本身的音色放大的。

感到困惑?部分原因是法拉利无疑隐瞒了很多信息。不过,或许法拉利NVH和音质团队的经理安东尼奥·帕勒莫可以解释一下。

从一开始我们就很确定,我们不想只是简单地复制内燃机的声音,也不想创造一种新的声音。这就是难题所在。排气管通过压力波传递声音,对吧?空气来回运动——这是一种很容易被我们听到的自然声音。我们如何才能从电驱动轴中提取出这种声音呢?我们需要一个传感器,一个加速度计,来拾取金属内部产生的声音,然后将其放大。这种声音是真实的;部件本身就能发出声音,无需我们进行任何发明创造。

“有了加速度计的信号,我们有很多可能性,其中之一就是决定何时播放声音,何时不播放。在长途通勤或高速公路巡航时,你不需要这种声音。你想要的是一辆安静舒适的车。而这辆法拉利也将如此。但假设你进行更激烈的驾驶,或者你正在使用换挡拨片。这时声音会被放大,并为你提供驾驶信息。如果你从高扭矩输出切换到收油门并进行能量回收,变速箱会略微顿挫,从推到拉,加速度计会立即感知到这一点。我们会将正常的反馈传递给驾驶员。”

宝马M部门负责人弗兰克·范·米尔多年前曾谈到需要这样一个系统,但他并未透露具体的解决方案,而是希望为驾驶员提供在极限状态下安全驾驶所需的反馈和触觉。

“想象一下,一个车轮在空转;你失去了抓力,”帕勒莫继续说道。“转速会越来越高,传感器会再次检测到这一点,并通过声音告诉你。我们称之为语言和连接。”

考虑到经过了大量的放大和编辑,这种声音的真实性究竟如何?

“是的,我们正在精心调校噪音,”帕勒莫继续说道。“齿轮的啸叫声肯定会很烦人,所以我们没必要放大它,但我们可以让很多美妙的频率更加突出。我们谈论内燃机时总是会想到交响乐,但这辆车里也有一个交响乐团。而且声音非常清晰,细节丰富。我们的试驾员发现,他们能分辨出哪个车轮转速更快,是左边还是右边,而且声音并不稳定。音色会波动,而这正是让你的大脑感知车辆动态的关键所在。”

这套系统与模拟变速箱和扭矩换挡接合系统完美配合,多年来一直令法拉利牵挂不已,正如帕勒莫解释的那样,他们为此进行了大量的思考和斟酌。“我们花了很长时间才达成共识。我们的第一位客户是我们的试车手——他们让我们确信我们走在正确的道路上。然后,在试车手的支持下,我向高层管理人员汇报。我们进行了多次测试,这对我们来说是一个绝佳的机会,让整个公司,从运营层面到高层,都参与进来,聆听那些带着全新视角参与项目的人们的意见。是的,我们进行了很多争论。但我们最终达成一致:不采用任何模拟声音,也不采用任何人为制造的声音。”

法拉利的首款电动车发布,可谓无处可藏——全世界都在关注。但法拉利早已习惯了这种关注,他们需要这种关注,并从中汲取动力。正如首席执行官维尼亚所说:“我们公司的一大宗旨就是大胆地定义一切可能的极限。如果我们不创新,我们就无法成为市场领导者。”

0

全部评论 (0)

暂无评论