寫在前面:感謝UP主戴森方程式的教學影片
特斯拉Model S從12年釋出至今,每一代都在內在方面有著不小的改變,而從上一代19年開始,經歷了兩年時間,特斯拉終於推出了Model S迄今為止的最強版本Plaid版,甚至有著地表最快量產四門轎車的的美名,是什麼黑科技,讓以效率速度為王的特斯拉在經歷了長時間的努力,才推出這個版本,又是什麼底氣,讓這款車敢宣稱自己是最快的量產四門轎車,下面就從官網上主打的兩項黑科技:帶碳纖維套的轉子,以及扭矩分配兩個點出發,去探尋一下這款將在明年於國內上市的頂級電動轎車究竟有什麼過人之處。
想要搞清楚碳纖維套轉子究竟有多厲害,我們必須從最基礎的部分開始談起,與燃油車不同,電動車的驅動部件是電動機,也就是小時候常玩的馬達,目前市面上常見的共有兩種電機,一種是永磁同步電機,另一種是感應非同步電機,但無論是哪一種電機,其主要組成部分都是定子和轉子組成,電動機的轉速,是由轉子旋轉的速度決定的,目前市面上主流的電動機,轉子轉速最高也就18000轉,到達了這個速度後,很難有更高的提升,這究竟是怎麼一種情況呢?
很多人說電動車起步可以,極速不行,這是因為什麼呢?決定電動車極速的關鍵要素之一就是電機的轉速,電動機可以達到的轉速越高,車輛的極速也就越高,想要突破電動車極速這一緊箍咒,無非有兩種辦法:
1.透過學習燃油車,給電機增加一個變速箱,改變輸出的比值,從而達到更高的極速,保時捷Taycan、奧迪E-tron GT就是採用的這一方案,從間接角度改變了這一“老大難”的問題,但帶來的後果可想而知,拋棄了變速箱的電動車,重新又將變速箱安了上去,增加了重量不說,穿新鞋走老路,終究不是最終的解決方案
2.而另一種解決方案,則是目前特斯拉正在做的,也是按照馬斯克脾氣秉性來的,直面問題,受制於電動機轉速所以極速不高,那我就把電動機轉速搞上去,問題不就迎刃而解了嗎?
於是乎,新款的特斯拉Model S Plaid版本,搭載了帶有碳纖維套的電動機,這個碳纖維套是個什麼東西?電動機不能轉的太快的原因,拋棄諸如電量等等客觀因素外,最關鍵的原因還是因為電動機內的轉子本身,如果轉的特別快,電動機就會面臨散架的問題,由於轉速的增加,金屬結構的轉子也無法承擔如此巨大的力,因此就會產生形變,甚至直接損毀,而這個黑科技碳纖維套則將轉子包裹在內,裹住轉子,就像壽司外面那層海苔一樣,控制轉子避免出現因旋轉而產生的形變等問題。
看上去這好像並不難,往轉子上面套個足夠結實的東西就足夠了,但無論從技術難度,還是生產工藝,這個小小的套子,困難程度非常之高,高轉速高溫狀態下不形變,使其在任何狀態下都可以緊緊的包裹住轉子,而且還不能影響轉子與定子之間的磁場,這也就是為什麼特斯拉把帶有碳纖維套的電機著重說明的原因。
下面講講另一個點:扭矩分配,從嚴格意義上說,特斯拉中文網站上的扭矩分配一詞並不嚴謹,準確來說應該叫扭矩向量控制系統,這是目前各大車企,無論說是效能車還是家用車都在著重研究的一個系統,身邊最常見的就是豐田榮放、威蘭達所宣傳他們四驅車型版本就採用了那個扭矩向量控制系統,他們在傳統差速器結構的兩端,安裝了多片離合器,透過控制多片離合器的結合狀態,以達到最佳的扭矩控制,那這樣做的目的是什麼?廢了半天勁,這樣做又有什麼意義呢?
下面先來設想一個場景,你開著車要做弧度比較大的轉彎時,你一定希望自己的轉彎半徑更小,想要降低轉彎半徑,通常有三種辦法:1、後輪隨動轉向,這也是保時捷、賓士S級等車型常用的一個辦法;2、降低彎內側車輪的轉速,這也是坦克轉彎時的動作之一;3、增加外側車輪的轉速,同理,坦克也會用這種方式執行轉彎操作;不考慮第一種機械層面的方法,想要降低轉彎半徑,那就只剩下了2、3兩種方法,但其實第二種方法其實是司空見慣的,當進行車輛的麋鹿測試時,當車輛的ESP車身穩定控制系統開始工作後,車速有了明顯的降低,ESP實際上就是透過降低速度,從而達到縮小轉彎半徑的目的,而這第三種,則是接下來要說的扭矩向量控制系統。
要知道輪胎的極限是有限度的,轉彎時如果速度如果突破了輪胎的極限,便會出現常說的推頭甩尾現象,那怎樣可以在輪胎的極限範圍之內,儘可能的提高轉彎的速度呢?此時扭矩向量控制系統便出場了,當駛入一個左彎時,如果增大右側車輪的動力,車輛便會產生一種向內的趨勢,而如果同時降低左側車輪的動力,車輛向內的趨勢便會進一步增大,當然,同樣的效果,也可以透過降低彎心處,也就是左側車輪的速度而達到,ESP的工作原理便是如此,但這樣一來,動力就損失掉了,對於分秒必爭的圈速來說,顯然是得不償失。
說到這裡,相信一部分人已經明白了扭矩向量控制系統存在的意義,而在這個系統的使用方面,有一家克羅埃西亞的小廠可以說是走在了前列,那就是著名的Rimac,這個廠家生產了兩款四臺電機四驅的超跑,而第一款,還差點把著名車評人理查德*哈蒙德“送走”,在事後的一次採訪中,從一段對話的細節可以發現扭矩向量控制系統還有一些有趣的問題,哈蒙德在談及最後出事的那個彎道時,他說從影片上看,最後失控時車輛出現了甩尾的姿態,而他之前進行測試時,車輛無論如何都不會出現甩尾的狀態,因為初代Rimac搭載了扭矩向量控制系統,因此可以設想當時的場景,當哈蒙德駕車經過了第一個右彎後,扭矩向量控制系統給車輛的指令是右側車輪降速,左側車輪增速,而在進入隨後的左彎時,Rimac Concept one的扭矩向量控制系統向右側車輪輸入了過多的動力,同時又因為速度過快,突破了輪胎的抓地力極限,因此車輛發生失控,如此以來,車禍的罪魁禍首也就找到了。
由於扭矩向量控制系統屬於電子層面的一項技術,對車輛本身的機械素質要求相應的有所降低,而電子層面技術正是特斯拉的拿手好戲,而搭載了扭矩向量控制系統的特斯拉Model S Plaid,在機械素質本就不差的情況下,在紐北跑出遠勝保時捷Taycan Turbo的成績也就順理成章了,兩項黑科技的加持,使得特斯拉Model S Plaid擁有叫板市面上絕大多數量產車的底氣,因此從購買角度,我個人強烈建議Model S Plaid版,普通版本相比起來,差的不是一點的問題了。