虽然 你 开 的 不是赛车,但你的车上却满是赛车的痕迹。
(资料图)
就在C罗正式空降利雅得胜利之际,2023年的达喀尔拉力赛也在沙特开启。对于全球车迷来说,新一年的赛车日历就这么翻开了。
不知道大家什么时候起看赛车的。 我是从小跟着我爸在电视上看着舒马赫和哈基宁大战开始入圈的,那时候央5刚开始转播F1,沙桐还很年轻,世间还没有周冠宇。
不瞒大家,从小我无数次幻想过自己驾驶着红色赛车,驰骋在蒙扎赛道的样子。舒马赫在我幼小的心中,早早播下了速度与激情的种子。
但真实水平是,在家里新买的电脑上,我在《极品飞车》里不断车毁人亡。但真正促使我喜欢上赛车的无疑是《头文字D》,也因为它,更多的汽车赛事,勒芒、WRC、达喀尔开始进入我的视野。
这使我一度痴迷于网上各种改装车的帖子,梦想哪一天开着一台动力澎湃的座驾,载着豆腐,环中国一圈。不过随着我对自己赚钱的能力有了越来越清醒的认识,我开始安慰自己,普通车就够了。 虽然你开的不是赛车,但你的车上却满是赛车的痕迹。
今天我想来聊聊,长久以来,赛车技术是如何应用到家用车上的,以及在如今新能源时代,会发生什么变化。
01
这首先要从赛车运动的历史讲起。
赛车与其他体育项目最不一样的地方,在于它是第一个由现代工业催生,并且和科技发展关系最紧密的竞技项目,没有之一。
以前有人说,赛车是随着第二辆汽车的发明而发明的,并不夸张。
1886年,卡尔本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力的汽车。
就在1年后,法国《自行车画报》 (Le Vélocipède) 杂志主编Monsieur Fossier在巴黎组织了一场长2公里的汽车比赛,当时叫做「没有马的马车比赛 」 。只不过由于最后只有一名汽车工程师参赛,所以后来国际汽车联合会,也就是FIA并不承认这是世界上第一场赛车比赛。
直到1894年另外一本法国杂志《小人物》 (Le Petit Journal) ,举办了一场从巴黎到里昂的128公里比赛,最终冠军耗时6小时48分,平均速度约19km/h。赛车运动至此问世。
可以说,法国的媒体人最早发现,展现汽车价值最好的方式就是向公众展示它们的速度。
在法国上流社会,汽车比赛一度成为时尚。 天性浪漫的法国人也成为了最早的车坛统治者,1906年法国开始主办世界汽车大奖赛,成为全球性赛车比赛的起源。
与此同时,大洋彼岸的美国依仗领先的发动机研发技术,开始发展出往后和欧洲不同风格的赛车体系,1949年代表美国的纳斯卡和1950年代表欧洲的F1分别成立。 汽车工业开始进入日新月异的50年。
汽车工业的格局,也是世界经济格局的折射。在这50年里,1973年世界汽车拉力锦标赛WRC、1978年达喀尔拉力赛先后成立,加上1923年便问世的勒芒24小时耐力赛,成为了欧洲、美国以及后来加入的日本三股造车势力的另一个战场。
到如今,国际汽联每年在全球要举办约800场各类国际比赛。赛事不断整合,在类别上构成了当下由方程式赛、耐力赛、拉力赛、房车赛组成的主要格局。而后两者往往要求用量产车为原型车参赛。
从一开始,当赛事在大大加速外界对汽车这项新事物的认知后,它就迅速成为了各家厂商对汽车性能和前沿技术的最佳试验场,并逐步成为汽车品牌营销的重要阵地。
那时候有一句经典口号, 「 周日赢比赛,周一能大卖 」 。
但营销并不是赛事对厂商的全部意义。相比而言,20世纪的大部分时间里,赛车对汽车技术的发展起到了更重要的作用,无论比赛规定是否需要用量产车作为原型车,为了赢得比赛,许多新的结构、材料和技术在这里得到验证,才最终应用到民用车上。
当时的厂商会把汽车比赛比作 「 高科技奥运会 」 。用汽车行业的话来说,赛车的环境通常可以视作 「 强化的道路试验 」 ,依据厂商需求的不同,不同的赛事提供不同试验: 方程式赛通常是为了考验动力和速度,而耐力赛更重稳定性,拉力赛往往需要应对不同的极端路况。
02
赛车对家用车的反哺案例,先不说相对复杂的性能或部件,我们可以从那些如今我们最习以为常的部件说起。
首先就是安全带。 安全带的雏形最早出现在1902年纽约的一场赛车比赛,当时一名工程师为了防止汽车高速行驶时被甩出去,用两根皮带把自己牢牢绑在车上。
但后续进展缓慢,真正意义的车用安全带直到1922年才出现,源于当时Indy 500的车手巴尼·奥尔德菲尔德为了撞车时能保护自己,找到一家降落伞公司为其制造安全装置。
但这个如今最最基础的保命设计,居然等到1949年才被一家早已消失的美国车企Nash作为选装配置提供给普通人, 真正把它列为标配,还要等到9年后。
安全不受重视,一定程度也与民用车当年跑不了那么快有关。
再说一个你可能没有想到的,就是 后视镜 。这还是跟Indy 500有关。
早年的汽车没有后视镜。直到1911年的第一届Indy 500举办时,当时的车手如何看周边的实时车况?是的,就是在车上配一个专门的人肉观察员。
但当年最后的冠军雷·哈伦是唯一的例外,为了精简空间他的赛车没有给同伴留下足够的座位, 而是选择在仪表板上加装一块玻璃来观察对手动态。 哈伦用他的成功推广了后视镜的应用。
类似的基础部件还包括可充气的 橡胶轮胎 。 早年的实心轮胎行驶时震动剧烈,噪音也大,为了应对路面冲击汽车设计也不得不变笨重。 改变这种状况的是我们熟悉的米其林兄弟,他们在1895年首先开发出了可充气轮胎并装到了自己设计的赛车上,让他们一战成名。
如果说上面这些案例还有些古早的话,那让我们往后看。20世纪的后50年可以说是汽车工业突飞猛进且百花齐放的50年。
首先可以说的是 刹车。 对于赛车来说,刹车和发动机一样重要。对汽车稍有研究的都知道,刹车装置主要分为碟刹和鼓刹。
碟煞也叫盘式制动,原理上它的通风效果好,比封闭式的鼓式制动器冷却效果更好,从而减少制动系统过热。但早年由于材料技术还跟不上,在实际应用上碟煞一直打不过鼓刹,除非对制动要求极高的军用领域,例如虎式坦克才会使用。
1952年给飞机做过碟刹的邓禄普,试图把飞机的盘式制动系统挪到汽车上,经过一年的改造调试,搭载了盘式制动的赛车包揽了勒芒的第1、2、4名,证明了这项技术的价值。 很快,这项技术在1955年进入了民用领域,在商业上大获成功。
邓禄普一并给赛车带来的航天技术还包括后来的ABS,也就是刹车防抱死系统。1961年,征战F1的弗格森车队在自己的P99赛车上首次引进了类ABS系统,以保持刹车时的牵引力。
P99是一台过于超前的产物,为了解决当时后轮驱动容易过度转向的问题。
此外,这台赛车还是第一个搭载前置四驱布局的赛车。
但真正在赛道上把四驱系统发扬光大的,是20年后的奥迪。
1980年,奥迪将自己已经研究了数年的四驱技术运用到quattro系列赛车上,并在WRC开始大杀四方,拿下多次车队总冠军,随后又在其他一些房车赛上称霸。
人们意识到,四驱系统在拉力赛等赛场所具备的优越性,部分赛事甚至禁止奥迪的四驱车参加。
于是,四驱成为了赛道科技反哺民用的又一个典型范例,当时后来甚至有这么一句口号: 你只管踩油门,其他的交给quattro。
像上面这样的技术应有还有很多,如今我们方向盘上的多功能按钮布局,方向盘后面的换档拨片,都是最初为了方便赛车手的设计。包括最早基于底盘的碳纤维、主动悬架技术也同样出自于赛车技术。
但也必须看到,赛车技术在进入21世纪后向家用车的转化正在减少,能想到的最重要应用当属2009年前后在F1和勒芒开始搭载的能量回收系统ERS,简单来说即是对赛车在刹车制动以及其他工作时产生的大量能量,进行回收再利用。
先不论它们是姓油还是姓电,但它背后展现出当下赛车技术民用化的另一个大势, 环保成为主流方向。
03
最早期的赛车比赛,为了夺得胜利,各大厂商都在全力加大发动机的功率,目标只有加速再加速一个。
随着赛车运动的发展,公平和安全成为了组织方越来越看重的元素,各个赛事对参赛车辆的技术和规格限制也越来越多。 但尽管如此,仍然在20世纪的最后20年逼出了各大厂商在已有技术上惊人的效率提升。
但安全、娱乐和技术,这三者正是赛车运动的不可能三角,如果要保障安全性和娱乐性,那么技术的跃升或者创新就必然受到压制。
加之近20年先有节能环保约束,后有新能源崛起,许多厂商正处于技术路线的摇摆中,每年真金白银砸进来参加赛事的必要性和回报都要重新掂量。 这一切都让赛车技术民用化有所减缓。
不过,随着这两年 数十家车企先后宣布停售或停产燃油车, 完全实现电动化的时间表就可以看出,各方都意识到电动机时代的到来已是无可挽回的趋势。赛车运动也需要重新定位自己的角色。
如何将使此前在内燃机时代发生过的技术反哺路径,复制到电动机时代,是各方都要思考的头等问题。汽车厂商不仅需要在赛场上证明新能源的实力,也希望为量产车完成技术储备。
如果明确了这一点,赛车运动未来的趋势就越来越明显。
起初,各大厂商争相进入FE,但FE仅开放电机和电池管理的研发,对其他大部件完全统一标准。这让FE作为技术试验场的价值大大降低,也恰恰证明了前面提到的那个安全、娱乐和技术的不可能三角。
反而是更多的拉力赛开始有所动作。 对于仍是新事物的新能源汽车,拉力赛通常覆盖的高寒、高热、高湿、干燥地区对于其高负荷下的性能打造尤为有利。
实际上,奥迪作为在上个时代就成功多次利用赛车运动提升家用车性能的厂商,在电动机时代亦表现得相当积极。
除了上面提到在WRC的四驱系统,奥迪通过参加合并了勒芒的WEC,17次参赛13次夺冠,演练出可以民用的新王牌柴油动力技术和全铝车身。
而且在2012年奥迪已经将e-tron电驱技术带到勒芒,成为为数不多在搭载汽油机、柴油机和电动系统都取得过胜利的车队。
如果把奥迪的这一连串动作连起来看,10年前就启用e-tron,2014年起在FE征战7年到2022年选择以电车RS Q e-tron参加以最能代表极限情况的达喀尔,并且将进军继续加强环保要求的F1,用意不言而喻。
30万级别是新能源汽车的兵家必争之地, 奥迪的Q4 e-tron 作为一款纯电车,它通过降低能耗、能量回收、100kw直流快充等方式扩大电动出行半径,解决用户续航里程焦虑。
此外,奥迪Q4 e-tron诞生于大众集团最新纯电动平台——MEB。 采用 「 超高双商车机大脑 」 E3电子电气架构,实现了前所未有的高效、智能、敏捷的车辆控制和生态体验。
如果结合此次达喀尔赛场关键技术的民用化,或许可以更好认识这款车。
目前RS Q e-tron在达喀尔如同魔王降临,让全世界看到了奥迪在新能源技术上的恐怖实力。
而当达喀尔赛场上的关键技术被运用到量产车领域,就如同魔王附体。先进技术的加持之下,每一位奥迪车主都有机会享受到达喀尔技术带来的 「 魔性buff 」 。
04 「热魔」
新能源车最害怕的莫过于冬天,低温带来电池续航缩减,严重影响车辆的使用。 「 续航焦虑 」 几乎是新能源车主的共同心态。
但是说到温度控制,又有哪座城市,比得上达喀尔拉力赛 「 冰火两重天 」 的日夜温差呢?
为了应对达喀尔的温度挑战,奥迪精心设计冷却系统。 这套冷却系统采用了6个冷却回路,包括专为高压电池、发电机模组、转向助力和千斤顶,空调,以及冷却剂和增压空气配备的回路,保证车辆在全球最艰苦,环境最严酷的魔鬼赛事中,也能维持高能效。
而当这套赛事级热管理系统被运用到量产车奥迪Q4 e-tron上,仿佛 「 热魔 」 附体。 奥迪Q4 e-tron配备有双路宽温区智能热管理系统,工作温度范围可涵盖 -28度到60度 的超大跨度温区。
无论在何种极端条件下,都让电池组恒温在15℃至30℃的理想温度范围。即使在极冷的条件下,也能在短时间内提供其全部功率,从而确保整个驱动系统处于最高效率。能极大缓解新能源车的冬季续航焦虑。
05 「地魔」
对追求驾乘乐趣的车主来说,车辆的操控感是非常重要的。 当一台车有着精准的操控性,强大的通过性,既有舒适度,也有清晰的路感,驾驶就不再只是交通手段,而会成为一种享受。
而这,同样是征战达喀尔必须要突破的技术难关。
达喀尔比赛路况极度复杂,车辆会面对高达一米的颠簸跳跃,面对陡峭的斜坡大角。有时会深陷沙坑、有时又会碰到障碍物。这是传统的动力传动系统无法应对的。
为了应对沙漠路况,奥迪采用了全新的设计理念为RS Q e-tron赛车打造电力驱动系统。
这套系统采用了前后双电机四驱,搭载了奥迪自研四驱系统控制软件。因此前桥和后桥彼此并不相连,前后装备奥迪运动差速器,扭矩矢量分布,可以各自独立对扭矩进行精准控制,而中央差速器的功能则是由软件接管。
在沙漠极限地形,也能让驾驶者保持精确操控,提供更强的地形适应能力和长距离赛事中的可靠运行。
而奥迪Q4 e-tron搭载的e-quattro电动智能四驱系统,与RS Q e-tron原理相同,扭矩调节响应时间仅30ms,是传统四驱的5倍,如同 「 地魔」附体。 面对各种不良路面,不仅安全性大幅提高,同时提升稳定性与舒适性。
06 「封魔」
安全,永远是汽车厂商的生命线,对产品来说是一票否决的要素。 尤其是新能源车,安全性往往要经受消费者更严格的审视。
而达喀尔赛车的安全要求,远比民用车更为严苛。
作为世界上最艰难的魔鬼赛事,达喀尔历届赛事平均完赛率仅为38%,对车辆的可靠性,安全性都是极大的挑战。
而作为新能源赛车征战达喀尔的先行者,奥迪不仅需要保护车手安全,还要面对 「 如何保护高压电系统」这一全新命题。
为了实现高压电系统的高安全封装,RS Q e-tron配备了三层防撞底盘,由底部抗磨损的铝板、吸收和分散冲击力的泡沫,以及顶部的夹层结构构成。
夹层结构采用了碳纤维增强塑料 (CFRP) 结构,辅以部分柴隆 (Zylon) 纤维材料加以增强,可以保护高压电池和能量转换器油箱不受极端物理环境的破坏。
此外,RS Q e-tron具备完善的高压监测及保护,运用ISO监控器,系统会在超过阈值时自动关闭。 车身控制灯以及声音信号音可以在外界危险出现时发出警告。为车手提供最大限度的保护。
与赛车的安全逻辑相同,奥迪Q4 e-tron将MEB平台方盒大模组电池置于带有纵横隔断的高强度框架内,保护框架由铝合金打造,特殊的冷却系统和各种结构加固确保了最佳的碰撞安全性和耐久性,最大程度保障电池不会因极端环境、外界挤压碰撞而发生自燃。
在诸多先进技术加持下,奥迪Q4 e-tron始终保持奥迪品牌豪华基因,并且以全能实力重塑电动豪华新标准。而有了达喀尔赛事技术的 「 魔王附体 」 ,Q4 e-tron更是赛场级技术民用化的典范车型。
越是艰难的赛事,越是开发和测试创新技术的完美舞台。这也恰好符合奥迪 「 突破科技 启迪未来 」 的品牌理念。
当赛车运动被纳入品牌战略,意味着顶尖的技术与民用的需求之间拉起了桥梁,也意味着科技真正有机会改变我们的生活,提升我们的幸福感。
汽车工业在变,赛事运动也跟着一直在变。 或许以后,随着无人驾驶技术的商业化,未来的操控将由AI来比拼,但它仍然离不开赛车比赛的检验。
作为一项交通工具,过去百余年,汽车的发展是为了让人类更快同时更安全地达到目的地,如今它又加上一点,更环保。它同样离不开赛车比赛的检验。
正是赛车,既满足了人类对速度的迷恋,也确保了我们更大多数人今日驾驶普通车辆的体验不断升级。
所以,虽然你开的不是赛车,但你的车上却满是赛车的痕迹。
参考资料:
《汽车赛事风云》,林平著,电子工业出版社 赛车运动对于汽车品牌的意义和帮助是什么?知乎 《绝对想不到,这些民用车技术竟然来源于赛车》AL频道