編者: 北京時(shí)間6月15日晚，2014年法國(guó)勒芒24小時(shí)耐力賽落幕，經(jīng)過(guò)24個(gè)小時(shí)的日夜征戰(zhàn)，奧迪車隊(duì)包攬冠亞軍。本次耐力賽由于賽制改革，各家車企借此展示混動(dòng)技術(shù)。比賽成為日德混動(dòng)技術(shù)的直接對(duì)抗。我們請(qǐng)?jiān)诘聡?guó)知名車企學(xué)習(xí)工作的馬翼為我們撰文解讀各方混動(dòng)技術(shù)的表現(xiàn)，分為上下篇。本文為上篇。

【第一電動(dòng)網(wǎng)】（專欄作家 馬翼）有著耐力賽世界杯之稱的勒芒賽已經(jīng)過(guò)去將近一個(gè)月，但他引發(fā)的熱潮以及討論還在持續(xù)著，甚至有著升溫的趨勢(shì)。2014年的勒芒賽對(duì)于新能源的工程師們來(lái)說(shuō)絕對(duì)是具有里程碑意義的一年，討論已久的具有革命性的改革從今年開(kāi)始實(shí)施：由于對(duì)LMP1級(jí)別賽車每圈的油耗進(jìn)行了嚴(yán)格的限制，規(guī)則上的這次重大變革將混合動(dòng)力技術(shù)進(jìn)一步的推向了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。參賽的車隊(duì)無(wú)一不對(duì)自己的混合動(dòng)力技術(shù)有著充足的信心，所以我們不出意外的看到了豐田，奧迪和保時(shí)捷的身影。賽前最大的看點(diǎn)有幾個(gè)，長(zhǎng)年陪太子讀書(shū)的豐田能否借混合動(dòng)力的東風(fēng)結(jié)束奧迪的壟斷，近年來(lái)的絕對(duì)霸主奧迪能否豪取16年內(nèi)的第13 個(gè)冠軍以及作為勒芒賽歷史上奪冠次數(shù)最多的保時(shí)捷能否在闊別16年之久后王者歸來(lái)，都在這激動(dòng)人心的24小時(shí)后揭曉答案。

另外值得一提的是，今年的賽事是兩大汽車王國(guó)日本和德國(guó)的直接較量，一方是長(zhǎng)年獨(dú)霸全球混合動(dòng)力車市場(chǎng)最大份額的日本，另一方是以汽車王國(guó)自居的德國(guó)，雖然結(jié)果我們已經(jīng)知道，奧迪再一次站在了最高的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)上，但是比賽的內(nèi)容卻異常豐富，我們不妨再?gòu)念^回顧一下這傳奇一般的比賽過(guò)程，或許能從中找到未來(lái)新能源汽車發(fā)展的一些線索。

讓我們先溫習(xí)一下勒芒賽道和勒芒24小時(shí)耐力賽。勒芒賽道是全球車迷的心中的圣地之一。賽道全長(zhǎng)17.3公里，其中13.5公里屬于高速路段。比賽在24小時(shí)里不間斷的進(jìn)行，每輛賽車配備三名車手，輪換駕駛。參賽者分為四個(gè)組別Le Mans Prototype 1 (LMP1)，Le Mans Prototype 2 (LMP2)，Le Mans GTE Pro 和Le Mans GTE Am，四個(gè)組別的賽車在同一賽道上行駛(下文所涉及內(nèi)容都是針對(duì)最高級(jí)別LMP1)。在LMP1這個(gè)組別的參賽者全部是整車廠商直接派出的廠隊(duì)，各大汽車生產(chǎn)廠商所扮演的角色不再是F1比賽里的供應(yīng)商或者合作伙伴。作為直接參賽者，各大廠商會(huì)在賽車上使用最先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，這是展示最新科技成果絕佳的舞臺(tái)。

賽制改革

F1或許是目前世界上最著名的賽車運(yùn)動(dòng)，但對(duì)于一個(gè)工程師來(lái)說(shuō)，F(xiàn)1不一定是最吸引人的。至少在豐田工程師的眼里，勒芒的LMP1賽車更加的有趣。相比于F1所有賽車都采用類似的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，LMP1 的賽車對(duì)驅(qū)動(dòng)方式有著多種多樣的選擇。根據(jù)最新的規(guī)則，從2014年開(kāi)始，在驅(qū)動(dòng)方式上唯一的約束只有對(duì)每圈消耗的總能量以及可回收能量上的限制。除此之外，廠商在設(shè)計(jì)方案上擁有絕對(duì)的自由。通過(guò)對(duì)能耗的嚴(yán)格限制，混合動(dòng)力技術(shù)的地位將得到進(jìn)一步的提升。根據(jù)每圈允許從混合動(dòng)力系統(tǒng)中提取的電能，分成四個(gè)級(jí)別2MJ，4MJ，6MJ和8MJ，每圈的能耗依據(jù)不同的混合動(dòng)力級(jí)別以及燃油種類而定，根據(jù)燃料特有的能量密度(汽油約31MJ/l，柴油約35.6MJ/l)可以換算出每圈規(guī)定的油耗上限，選用2MJ的賽車每圈燃油上限為4.8升汽油或者3.93升柴油，選用8MJ的賽車每圈油耗上限為4.42升汽油或者3.56升柴油。

這樣的變革逼著各家車企展示節(jié)能技術(shù)，而特別引人注目的是三支車隊(duì)。

保時(shí)捷 Porsche 919 Hybrid

在闊別勒芒的頂級(jí)聯(lián)賽LMP1達(dá)16年之久后，保時(shí)捷帶著自己的新作919Hybrid強(qiáng)勢(shì)回歸。不同于參加過(guò)近幾年比賽的奧迪和豐田，保時(shí)捷沒(méi)有現(xiàn)成的技術(shù)可用，必須從零開(kāi)始打造一輛全新的LMP1賽車。為此保時(shí)捷特意在自己的研發(fā)基地建造了一個(gè)汽車運(yùn)動(dòng)中心和一個(gè)由200人組成的團(tuán)隊(duì)，從研發(fā)能力上來(lái)說(shuō)，甚至可以打造出一部F1賽車。保時(shí)捷自豪地宣稱，這輛919Hybrid是史上技術(shù)最為復(fù)雜的一輛賽車。但是由于時(shí)間的限制，連保時(shí)捷的設(shè)計(jì)人員都不得不承認(rèn)，他們?nèi)鄙倭艘坏絻蓚€(gè)設(shè)計(jì)周期，來(lái)進(jìn)一步的加強(qiáng)賽車的可靠性和穩(wěn)定性，這也為后面的技術(shù)故障買下了伏筆。

驅(qū)動(dòng)方式保時(shí)捷采用的是四輪驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，前輪由184kW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，后輪由370kW(500PS)的四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，2升排量，配有缸內(nèi)直噴和渦輪增壓技術(shù)?；旌蟿?dòng)力級(jí)別選擇8MJ，使用兩個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)稱為GU-H (Generator-Unit-Heat)，通過(guò)尾氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)回收能量，另一個(gè)系統(tǒng)稱為MGU-K(Motor-Generator-Unit-Kinetic)，布置在前軸，利用發(fā)電機(jī)在剎車的時(shí)候回收賽車本身的動(dòng)能。保時(shí)捷為了使賽車的重心在剎車時(shí)更好的前移，以利于在前軸回收更多的動(dòng)能，放棄了在后軸也安置一個(gè)MGU-K的想法。GU-H的優(yōu)勢(shì)在于賽車在直道的加速過(guò)程中也能回收能量，并且MGU-K和GU-H的組合要比兩個(gè)MGU-K的組合要輕。但是從尾氣中回收能量，改變了發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程，增加了換氣的阻力，因此一定程度上損害了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，所以它不同于從剎車中回收能量，是一把雙刃劍，如果不了解賽車和賽道的特點(diǎn)，使用不當(dāng)，甚至得不償失。

所回收的能量存儲(chǔ)在水冷的鋰電池內(nèi)，這也是當(dāng)今混合動(dòng)力量產(chǎn)車上采用的主流儲(chǔ)存元件。

奧迪 Audi R18 e-tron quattro

作為近年來(lái)的絕對(duì)霸主，奧迪展示出了自己對(duì)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的理解，不同于另外兩個(gè)對(duì)手，奧迪看重柴油在能量密度以及油耗上的優(yōu)勢(shì)，依然選用了V6的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，功率超過(guò)510PS，排量從上一代的3.7升提高到4升，采用缸內(nèi)直噴和渦輪增壓技術(shù)，其中渦輪葉片幾何尺寸可變VTG?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)原本奧迪是采用和保時(shí)捷同樣的結(jié)構(gòu)，即安裝在前軸的MGU-K加上發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的GU-H，但是在經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)試之后，奧迪的工程師認(rèn)為GU-H達(dá)不到他們所期待的的效果，從可靠性的角度考慮，他們最終放棄了這種設(shè)計(jì)，只應(yīng)用了位于前軸的MGU-K一個(gè)混合動(dòng)力系統(tǒng)，最高輸出170KW的功率，混合動(dòng)力級(jí)別也相應(yīng)的選擇了2MJ的最低級(jí)別。在能量的儲(chǔ)存方式上奧迪獨(dú)樹(shù)一幟，相對(duì)于兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手采用電的存儲(chǔ)形式，奧迪將回收能量以機(jī)械能的形式存儲(chǔ)在飛輪中("Flywheel")，飛輪可存儲(chǔ)能量超過(guò)600KJ，在加速過(guò)程中當(dāng)時(shí)速超過(guò)120，飛輪中的能量將釋放出來(lái)。飛輪的原理類似于陀螺，在很小的阻尼下，儲(chǔ)存能量的飛輪可以長(zhǎng)時(shí)間的旋轉(zhuǎn)。奧迪采用這種設(shè)計(jì)的原因在于其出色的可靠性。根據(jù)賽道特點(diǎn)，每圈將有接近九次的充放電過(guò)程，比賽全程將進(jìn)行大約4000次的充放電。因此他們相當(dāng)?shù)膽岩?，豐田的超級(jí)電容能否在24小時(shí)里經(jīng)得起這么多次的充放電過(guò)程。

奧迪的工程師認(rèn)為，這樣的設(shè)計(jì)能在能量效率，尺寸，重量，功效，響應(yīng)特性，以及行駛策略，提供最優(yōu)的關(guān)系?？煽渴沁@個(gè)方案最大的特點(diǎn)，減少對(duì)電力系統(tǒng)的依賴，減少電力系統(tǒng)的負(fù)荷，或多或少的降低了出現(xiàn)故障的風(fēng)險(xiǎn)，并且以機(jī)械能的形式存儲(chǔ)，很好的回避了電池的反復(fù)充放電的安全以及壽命問(wèn)題，并且對(duì)冷卻系統(tǒng)的需求也小很多，理論上在各種復(fù)雜的環(huán)境條件下也擁有最好的可靠性。無(wú)獨(dú)有偶，奧迪也宣稱，這是他們所研制出的最復(fù)雜的一臺(tái)賽車。

豐田 Toyota TS040 Hybrid

作為多年來(lái)全世界最受歡迎的量產(chǎn)混合動(dòng)力汽車普銳斯的主人，豐田在混合動(dòng)力領(lǐng)域有著自己獨(dú)到的理解。相對(duì)于歐洲的混合動(dòng)力汽車生產(chǎn)商普遍采用并聯(lián)或者串聯(lián)的布局和有級(jí)變速的組合，豐田一直偏愛(ài)混聯(lián)式的布局，即以行星齒輪為主體，結(jié)合無(wú)級(jí)變速。因此，對(duì)于強(qiáng)調(diào)混合動(dòng)力技術(shù)的新賽車，人們自然也期待著豐田能帶來(lái)什么樣的驚喜。豐田的TS040此次同樣是采用四輪驅(qū)動(dòng)方式，沿用了上一代的V8汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，與豐田在量產(chǎn)車上采用的戰(zhàn)略一致，發(fā)動(dòng)機(jī)依然采用自然吸氣的工作方式，排量從上一代的3.4升增加到3.7升，最高輸出520PS。不同于保時(shí)捷的GU-H加MGU-K，豐田的兩套混合動(dòng)力系統(tǒng)同為MGU-K，分布在前后軸，都是在剎車過(guò)程中通過(guò)發(fā)電機(jī)吸收動(dòng)能。與GU-H相比MGU-K回收的是凈能量，不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，整個(gè)系統(tǒng)理論上也更加的高效。整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力總輸出高達(dá)驚人的1000PS，最高時(shí)速可達(dá)330km/h?；旌蟿?dòng)力級(jí)別選擇6MJ，能量存儲(chǔ)的媒介豐田采用了超級(jí)電容，與保時(shí)捷采用的鋰電池相比，雖然重量上處于劣勢(shì)，但是在功率卻超過(guò)鋰電池很多，充放電更快。因?yàn)槌?jí)電容本身是通過(guò)物理的方法儲(chǔ)能電能，不需要像鋰電池一樣通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能來(lái)儲(chǔ)存，工作溫度范圍更廣，壽命也更長(zhǎng)。超級(jí)電容豐田的技術(shù)人員堅(jiān)持使用這項(xiàng)技術(shù)，是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為，超級(jí)電容也適用于量產(chǎn)車型，而奧迪所使用的飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，他們對(duì)其在量產(chǎn)車型中的應(yīng)用前景持懷疑的態(tài)度。豐田今年來(lái)勢(shì)洶洶，志在必得，就連競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手奧迪和保時(shí)捷也不得不承認(rèn)，今年豐田的賽車毫無(wú)疑問(wèn)是最快的，如果能正常完成比賽，他們幾乎沒(méi)有任何機(jī)會(huì)。

比賽的過(guò)程如何？什么因素決定了成?。空?qǐng)看下篇。

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