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    纯电车连续弹射起步:电池与热管理成关键挑战

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    谢中用z2024-11-16

    在燃油车时代,作为充满速度与激情的赛道上的一种极限加速技巧,弹射起步总能引起无数车迷的热烈讨论。根据经典的定义,弹射起步实际上是一种通过精确控制发动机转速和离合器接合点,使发动机在起步瞬间就开始以最大扭矩输出,获得最大加速度的技术。而在纯电车中,由于动力来源的根本性变化,弹射起步的定义也需要相应调整。简单来说,纯电车的弹射起步就是在控制轮胎滑移率的前提下,在车辆起步的瞬间释放出电机的最大扭矩,使车辆能够在极短的时间内从静止状态迅速加速至每小时百公里的时速。

    “真”弹射起步

    由于弹射起步时,变速箱内部的齿轮会迅速从静止进入高速运转状态,这种极端的工作条件容易损坏变速箱。且连续进行弹射起步会使变速箱承受巨大的压力,导致其温度升高。所以在燃油车中,不仅总弹射次数受到严格限制,短时间内要想实现多次弹射也是很困难的。一般相邻的两次弹射起步要间隔10分钟左右,让变速箱有足够时间降温,否则可能会影响后续的弹射效果,甚至影响变速箱的寿命。

    许多驾驶者认为,既然纯电车取消了传统意义上的变速箱,那么每次只要调整到特定的模式,通过大马力电机,以及地板电门和刹车的配合,应该就能轻松实现纯电车的连续弹射起步了吧。实则不然。确实,电机在低转速下就能实现高扭矩输出的特性,使得纯电车在弹射起步领域拥有得天独厚的优势。但大马力电机只是纯电车实现弹射的基础,要想实现连续的弹射起步,对纯电车的电池性能和热管理系统是一个非常严峻的考验。下面我们分别从电池性能和热管理系统两个角度,对影响纯电车的「连续零百弹射」次数的原因进行分析。

    一、影响纯电车「连续零百弹射」次数的电池因素

    在挑战纯电车「连续零百弹射」的极限时,电池作为动力系统的核心,其性能直接决定了车辆能否完成多次连续弹射。以下从电池容量和能量密度、峰值放电倍率等方面,详细分析下电池对连续弹射次数的影响。

    1.电池容量和能量密度

    每次弹射起步,电机都需要耗费大量电能以持续地产生高扭矩,推动车辆迅速加速。因此,电池容量越大,意味着电池能够存储的电能越多,为电机提供动力支持时的持续性越好。在连续弹射起步的场景下,大容量电池能够确保电机在多次弹射过程中依然有足够的电能支持,从而提高连续弹射次数。就在前几年,配备100kWh的电池的纯电车就可以冠以“长续航版”的名头了。但如果想要在保证车辆长续航的前提下提高连续弹射的次数,100kWh的电池容量可能就有点不太够了,必须有130kWh以上的电池才行。例如,最近讨论比较多的仰望U7,据传搭载了容量为135.5kWh的刀片电池,如此强大的动力,如果让它来做连续弹射,成绩表现肯定很值得期待;当然,这只是我的猜测,具体细节还需等待官方进一步公布。期待仰望U7能在弹射起步方面给我们带来惊喜。

    除了电池容量这一关键因素外,电池的能量密度对于纯电动车的连续弹射次数也起着至关重要的作用。我们可以将电池包视为纯电动车的“能量仓库”,电池包之于纯电车,好比燃油箱之于燃油车,高能量密度的电池能够在相同的重量或体积下存储更多的电能。所以,在保持电池体积和重量不变的情况下,高能量密度电池能够支持更多次的连续弹射起步。不过最近几年,电池能量密度的进步不大,短时间内想通过大幅度提高电池能量密度的方式来提高纯电车的连续弹射起步次数,似乎不太现实,只能期待电池技术后续的发展了。

    2.峰值放电倍率

    在弹射起步时,电池需要瞬间释放大量电能以供电机产生高扭矩。这就要求电池必须具备高的峰值放电倍率。

    所谓放电倍率,是指电池在放电过程中电流的大小与电池容量的比值,在电池容量确定的情况下,放电倍率越大,放电电流就越大。而峰值放电倍率,是指在短时间内(通常10~30秒)电池可以承受的最大放电倍率。这个指标衡量了电池在极端情况下短时间内释放电能的能力,所以在连续弹射起步的场景下,稳定的电池峰值放电倍率显得尤为重要。它能够确保电机在多次弹射过程中依然能够获得足够的电能支持,从而提高连续弹射次数。

    然而,凡事都有两面性,高放电倍率也是如此。比如,电池的放电倍率与容量之间负相关,即放电倍率增大时,电池容量往往会相应减小。因此,在追求弹射起步的极致性能和确保电池容量充足之间,必须进行权衡与取舍。这也正是为什么配备弹射起步功能的纯电动汽车需要搭载大容量电池的重要原因之一。通过采用大容量电池,这类车型能够在维持高放电倍率的同时,确保电池具有足够的能量储备,从而兼顾弹射起步所需动力与续航能力的需求。

    二、影响纯电车「连续零百弹射」次数的热管理因素

    高的峰值放电倍率虽能满足少数几次弹射起步的瞬时动力需求,但唯有稳定的峰值放电倍率,才能确保纯电车在连续弹射起步过程中性能的持久与可靠。而峰值放电倍率的稳定性,又与电池的温度管理能力息息相关。若热量管理不及时,便可能激活电池的热保护机制,进而降低电池的放电电流,影响弹射起步的顺畅与性能表现。因此,对于拥有弹射起步功能的车辆,其瞬时热量管理系统的效能必须与车辆的高性能需求相匹配,这是确保连续弹射起步能力、提升驾驶体验的关键所在。

    稳定的峰值放电倍率不仅取决于电池自身的温度管理能力,还与电机的温度调控能力紧密相连。放电倍率宛如一条关键的水管,其两端分别连接电池与电机,想要水管中的水流量稳定,就要求电池能够稳定地释放电能,同时电机也需具备平稳接收电能的能力。而当电机温度触及或超越预设的安全界限时,其控制系统会立即介入,限制输入电流的强度,使弹射起步性能打折扣。

    近期纯电车上配备的四电机系统,在我看来,尤为适合那些拥有弹射起步功能的车型。因为四电机设计在分摊热量方面具有显著优势,例如:

    (1)每个电机产生的热量相对较少,热量产生更加分散;

    (2)冷却系统可以通过更大的表面积和更多的冷却液循环来吸收和带走热量。

    (3)四电机设计提供了散热系统的冗余性。即使其中一个电机的散热系统出现故障,其他电机仍然可以继续工作并通过各自的散热系统散热。这种设计增加了整车的可靠性。

    这种天生的散热优势,使得四电机系统在连续进行弹射起步时展现出更高的稳定性。不过,目前市场上搭载四电机系统的量产车型寥寥无几,仅包括奔驰、极氪、猛士的部分车型以及仰望的全部车型。尽管这些车型在官方宣传中尚未将连续弹射性能作为重点来突出,但四电机系统与弹射起步之间所存在的天然契合关系,无疑为未来的表现埋下了伏笔。随着技术的成熟和市场的深入挖掘,这一独特性能有望在未来成为这些车型的一大亮点,为驾驶者带来更加极致的加速体验。

    综上,电池对纯电车弹射起步性能以及「连续零百弹射」次数的影响是多方面的。高性能电池不仅具备大容量、高能量密度、高峰值放电倍率等优势,还具备出色的温度管理和安全性能。这些优势共同为纯电车在连续弹射起步过程中提供了稳定可靠的动力支持。同时,多电机系统的散热优势也为连续弹射起步提供了有力保障。通过分摊热量和协同工作,多电机系统能够有效降低单个电机的温度负荷,提高整个动力系统的稳定性和可靠性。

    在未来的发展中,随着电池技术的不断进步和热管理系统的持续优化,我们有理由相信纯电车在「连续零百弹射」方面的表现将会越来越出色。无论是追求极致加速体验的赛道爱好者还是注重日常驾驶性能的普通消费者都将从中受益。

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