八、克莱斯勒Pacifica混合动力汽车:今天很节能,明天可以自动驾驶

栏目:未来教育  时间:2022-12-11
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  2017十款年度创新汽车 不是期货你都买得到! 智东西(公众号:zhidxcom)

  编 | 海中天

  导语:意大利超级轿车在Nürburgring 赛道刷新了单圈纪录,苗条便宜的电动汽车充电一次可以从巴黎开到卢森堡,尽管如此,有一件事可能才是大家真正想知道的:何时汽车才能自动驾驶?

  自动驾驶汽车(实际上就是可以自我感知的汽车)激发了世人的想像力,占据了媒体头条,在过去几十年里,汽车产业还没有过这样的事情。自动驾驶汽车至少可以带来一项福利:让汽车事故造成的伤亡率大幅下降,或者完全终结伤亡。

  IEEE编辑Lawrence Ulrich 挑选了今年技术上最具创新力的10款汽车,它们不是自动驾驶汽车,更不是马上会在陈列室现身的自动驾驶汽车。按照Lawrence Ulrich 说法,自动驾驶汽车5年至10年都不会出现在生活中,尤其Level 4自动驾驶汽车不会出现。

  尽管如此,汽车技术的确日新月异。老企业福特、新企业Waymo都在测试自动驾驶汽车,行驶的距离不断延长,许多汽车在公路上测试。正因如此,科技媒体才会大声疾呼,说完全可以自动驾驶的汽车马上就要出现在陈列室了。

  这只是美好的愿望,即使是特斯拉Autopilot也离目标很遥远。2017年,大型国际汽车制造商小心前进,它们将重点放在Level 2汽车上,也就是汽车需要司机监督,必要时可以掌控汽车。制造商不断改进车道保持技术、自动刹车技术,还开发其它系统,让它们担任“电子副驾驶”,副驾驶的地位不会超过人类司机。人类必须保持警惕,将手放在方向盘上。

  你可能会高兴,也可能会嘲弄,不论怎样,你都可以在当今的汽车世界找到许多出色的技术。今天我们挑选了一些最好的技术介绍给大家,包括性能、材料、电子传动系统、能耗方面的突破,还有半自动驾驶技术取得的进步。

  驾驶雪佛兰Bolt汽车沿着Mulholland高速公路前进,向东驶向Malibu,Pacific的海浪出现在陡峭的挡风玻璃上。行驶3个小时之后,汽车已经从旧金山郊区开到了荒凉的峡谷,此时Bolt电动汽车可以继续行驶,按照EPA标准,它的续航里程达到383公里(238英里)。

  这是我第一次驾驶Bolt的经历,谦逊的外表掩盖了宏大的思考和了不起的技术。不得不说我为这款汽车感到诧异,不过还有很多的测试工作需要做。在我的前方出现一辆丰田汽车,上面坐满了年轻人,汽车沿着Pacific Coast高速公路前行,车后的保险杠上贴着“Pepperdine大学”的标志。

  我跟在丰田汽车之后,很显然,前面的人压根没有注意到我已经悄悄靠近。我驾驶Bolt左转,加速前进,此时361牛米(266英尺-磅)的电动扭矩形成强大的推力。汽车前面安装了电动引擎,它的磁体是用镝制造的,镝是一种稀土元素,引擎可以提供149千瓦的动力(200马力)。

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  这还不是最神奇的地方。汽车的发动机转速可以达到8810rpm,相当于雪佛兰Spark EV发动机的2倍。正因如此,Bolt安装的单速变速器拥有更短的齿轮比,效率更高。

  Bolt没有Ludicrous模式的特斯拉那么快,但是已经算是很快的了,从0加速到每小时100公里只要6.3秒。Bolt轻松超过了丰田汽车,唯一让我们知道汽车已经加速的就是低低的电动引擎轰鸣声。

  现在Bolt已经赢得一场重要的比赛:所有人都在关注特斯拉Model 3,不过这款汽车却已经延迟推出,雪佛兰可以抢先提供世界上最便宜的长续航电动汽车。

  到底有多少人渴望电动汽车,现在还不知道,不过有一点很明显,特斯拉Model S P90D的价格高达12万美元,上天的价格肯定遏制了电动汽车的发展。扣除联邦税收补贴之后,Bolt只要29995美元,它必然为纯电动汽车掀开新的篇章。雪佛兰似乎想将短续航电动汽车彻底淘汰,一些买家对汽车的续航存在担忧,所以不敢购买电动汽车。

  Blot的电池成本约为每千瓦时145美元,降至新低,就连供应商LG化学也很恼火,它担心其它客户也会要求按此价格供货。通用汽车电池工程师Bill Wallace表示,公司不是要与供应商对着干,只是更加关注低成本(从原材料到制造),同时还要确保Bolt电池不会像Galaxy Note 7一样起火。

  为了让汽车拥有足够的续航里程,可以在高速公路行驶4小时,在城镇使用时可以坚持1周,Bolt安装了紧凑型、能量密度高的电池,装满了汽车的整个底板。电池的容量达到了60千瓦时,与基本款特斯拉Model S差不多。

  整个Bolt汽车配有288个锂电池电芯,峰值功率160千瓦,电芯增加了镍的比重,一般来说电池中镍、锰、钴的比例为1:1:1,Bolt电池中镍的比重更高。新技术不只可以存储更多的电能,还可以在更高的温度下运行,大约提高了5度,虽然温度更高了,但是不会牺牲性能,也不会影响耐用性。

  底层电池还可以充当结构组件,将底盘的硬度提高了28%。试驾的几前分钟,我感觉到汽车相当坚固,安静,第一次驾驶汽车急转弯时感受更为深刻。小汽车性能出色,开起来也很有趣。

  有几点是我不满意的,比如Bolt的外观看起来如同经济轿车,内饰很一般,反观特斯拉,它的汽车设计出色,可以吸引高端买家,Bolt似乎无法替代它。尽管如此,通用Bolt安装了60千瓦时电池,这些电池可不便宜,而Bolt的价格并不高,况且它的技术、工程、性能很出色。

  在汽车内部还有一些出色的地方值得关注。我尤其喜欢它的后视镜,很酷,模仿了凯迪拉克的设计,后视镜用摄像头拓宽视野。不只如此,Bolt还可以给手机充电,支持4G LTE Wi-Fi热点,安装自动行人刹车系统,配有向前防撞系统、安装车道分离监视器。

  驾驶电动汽车时,司机可能会关心一个问题:这辆汽车还可以开多远?我测试过许多电动汽车,包括特斯拉汽车,发现它们普遍存在一个问题:预测剩余里程、剩余电池电量时数字极为不准确。如果打开加热器,使用Ludicrous模式,续航里程会迅速下降。再看雪佛兰,它会根据最好情况和最坏情况给出一个预测数字。上面还有数字条,根据驾驶方式、地形、气候控制设备的使用表况、环境温度,数字条会指出变化趋势。

  高效是Bolt的另一个优点。汽车的限制最高速度约为每小时148公里(92mph),速度越高耗电越厉害,根据我的测试,耗电效率相当于每100公里消耗汽车1.96公升(120mpge)。美国环境保护局(EPA)公布的数据显示,Bolt的成绩约为119mpge。转化一下,相当于汽车在城市环境行驶时能耗为1.84L/100km(128mpge),在高速公路行驶时2.14L/100公里(110mpge)。特斯拉后驱型Model S体积更大、速度更快,如果两车的电量相同,特斯拉汽车的行驶距离大约只有Bolt的75%。

  另外,Bolt还采用了“一个踏板”技术,也就是所谓的可定制反馈制动功能(油门+刹车)踏板,电动汽车爱好者肯定会喜欢这门技术。你可以使用再生制动系统,它有4个档次可以选择,系统能为电池存储电能,级别越高生成的电力越多;踏板还可以加速,方向盘后面有一个踏板,不需要踩脚刹就可以减速。在城市或者弯曲的山路上行驶时,这种技术很实用,雪佛兰说,如果再生制动系统发挥最大作用,在真实世界中可以让汽车的续航里程延长最多5%。

  再来说说充电,Bolt配备了7.5千瓦内置充电器,如果用240伏32安倍充电器充电,充满电需要的时间不到10小时。增加750美元,不愿意等待的用户可以购买DC快充耦合器,30分钟充的电可以让汽车行驶145公里,60分钟257公里,完全充满电只要2小时。大功能DC充电器刚刚才发展起来,在美国只有868个地点可以充,插座数量约为1800个,数量正在快速增长。

  上世纪80年代,大众推出GTI,斜背式汽车开始走俏,对于像我一样的车主来说,110马车就已经逆天了。到了今天,我们可以选择福特Focus RS,它的动力更疯狂,达到了261千瓦(350马力),扭矩达到475牛米(350英尺-磅),安装2.3升4气缸引擎,比许多V-8引擎都要强大。

  福特Focus RS可以在泥土飞扬、大雪纷飞的环境下参加公路比赛,例如,超级赛车手Ken Block将会驾驶447千瓦(600马力)版本的汽车参加FIA Rallycross比赛。

  我曾在Monticello Motor Club测试过汽车,Monticello Motor Club是一条长6.6公里的公路赛道,位于纽约Catskills地区。与我一起测试的是另一位巨星Ben Collins,他曾是英国Top Gear汽车节目中的“试替哥”(The Stig)。Ben Collins驾驶汽车不断提速,将福特的技术性能发挥出来,汽车安装了GKN开发的扭矩矢量四轮驱动系统。

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  开了几圈之后,Ben Collins和我更换了位置,我驾驶汽车在熟悉的赛道上行驶,速度接近跑车而非斜背式汽车。最开始时,系统先将100%的扭矩输送给一个或者两个后轮,控制力惊人,加速性能出色,然后汽车进入前驱模式。

  当司机依次使用Normal(普通)、Sports(运动)和赛道(Track)模式,GKN组件激活子系统,每个子系统引进了新的多轴校准台,它会牺牲传统全驱系统的平衡性,转化为更高的性能。

  启动漂移(Drift)模式,汽车就可以获得强大的漂移能力,只是你可能会花掉不少钱,因为要定期更换米其林Pilot Sport Cup 2轮胎。

  我们经常会对数字、电动技术高唱赞歌,不过有时我们也会渴望看到更简单的汽车,正如过去的汽车一样。于是乎,Giulia跳进了我们的视野。Giulia是意大利汽车制造商制造的,最高版本是Quadrifoglio,功率377千瓦(505马力),安装2.9公升V-6涡轮增压发动机,

  从0加速到每小时97公里,Giulia 只要3.8秒,最高时速307公里。Giulia 自称在德国Nürburgring赛道上它是历史上最快的生产版轿车,数据就可以说明一切。

  数据与速度只是故事的一部分,当我驾驶汽车在加州葡萄酒之乡Sonoma Raceway游历时,才深刻体会到这一点。我的意思就是说,这款汽车操作、转向时比大多数跑车更快,让人窒息,有一种高空走钢丝的感觉,它的转向器速比达到11.8比1。

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  后驱Quadrifoglio汽车使用了碳纤维传动轴,碳纤维可以减少重量,当能量从引擎传输到车轮时,能量损失也会减少。汽车的发动机机罩、车顶也是用碳纤维制造的。汽车还配有双离合器、扭矩矢量后差速器,转弯时性能更好。当汽车时速超过120公里时,活动前置分离器可以将角度调整10度,增强前脚端的下压力。

  Giulia还是第一辆采用线控制动技术的汽车,该技术来自Continental,它可以在司机踏板与刹车之间建立物理连接。与传统制动系统相比,综合制动系统(Integrated Braking System)的重量轻了4千克。不只如此,综合制动系统还为自动刹车奠定了根基,不需要踏板就可以刹车,反应速度比人类刹车更快。

  踏板与数字控制模块可以通信,数字控制模块与ABS系统融合在一起,ABS可以模拟驾驶者用脚踩传统刹车时的体验,让驾驶者稳定控制汽车。接下来,阿尔法罗密欧还想让刹车更自然、更激进。公司介绍称,汽车从时速97公里减速,直到汽车完全停止,制动距离可以降到31米。

  有一点要注意,Giulia没有手动版本,喜欢传统驾驶体验的人可能会有些失望。还好,汽车安装了8速ZF自动变速器。阿尔法罗密欧为汽车配备了铝制换挡拨片(Shift Paddle),相当酷,我们可以通过DNA Pro Drive中控台变换驾驶模式,变换很快,需要的时间不到100毫秒。

  将电力传动系统装进Morgan 汽车,如同将核反应堆装进帆船。和1909年推出的第一代Morgan 汽车一样,Morgan EV3三轮汽车同样很浪漫、很独特,采用了木制框架,使用了手工打磨的金属片。1909年,H.F.S. Morgan在英国Malvern成立了Morgan公司。

  不过当年的老汽车将V-twin摩托车引擎装在最前方,现在已经21世纪了,Morgan与时俱进,安装了后置电动引擎。看起来不协调,实际不是那么回事,Morgan汽车的设计很紧凑,与跑车相似,电动系统刚好很适合。Morgan EV总重量不到500千克,大多重量来自20千瓦时锂电池,还有就是46千瓦液冷AC发动机,后轮用它驱动,只有一个后轮。

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  按照Morgan给出的数据,汽车充电一次可以开240公里。为了减轻重量,EV3是Morgan推出的第一款采用碳复合面板的汽车。看看汽车的车头,与1930年代出现的航空发动机赛车有些相似,前面安装了铜栅,可以给电池降温。

  EV3从0加速到第一小时100公里连9秒都不到,与内燃机版本的Morgan汽车差不多,最高时速145公里。没错,丰田凯美瑞更快一些。如果你有幸驾驶Morgan,或者坐在乘客座位上体验一下,你就会知道,虽然汽车时速只有100公里,但是感觉像200公里一样。

  美国的奢侈轿车有点像笨重的陆地游艇,因而被人们所抛弃。不过凯迪拉克凭借CTS-V挽回了声誉,这款汽车功率达到477千瓦(640马力),现在凯迪拉克将同样的设计思路应用于旗舰轿车。CT6长度接近5.2米,比大多数SUV都要长,不过它比奔驰S550轻了450千克。

  CT6采用了先进的Omega底盘,这种底盘用11种不同的材料制造,目标就是减轻重量。底盘超级坚固,只有13个铸件,连接点更少,每一个连接点也是压力点,底盘架构原本应该有35个铸件,现在只有2个。车体外板用铝制造,车身约三分之二的材料都是用轻量材料制造的。

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  从配置来看,CT6安装了4气缸引擎,它是目前为止最轻的CTS,重量只有1659千克。只要用户愿意,可以为汽车安装301千瓦(404马力)双涡轮增压V-6引擎。如果没有必要,V-6会禁止气缸活动,从而节省燃料,每一次暂停都会关闭并且启动引擎。由于使用了钛铝涡轮机叶轮,重量很轻,引擎可以节省能量。

  凯迪拉克本来就是磁悬挂的先锋,现在法拉利、奥迪也使用该技术,最新版本的Magnetic Ride Control系统可以迅速对碰撞、回转力做出回应、进行调整。到底有多迅速呢?按照凯迪拉克的说法,相当于眨眼速度的10倍。

  在美国,最节能的汽车不是特斯拉、丰田,也不是雪佛兰Bolt,而是现代汽车。Ioniq续航200公里,离Bolt标榜的383公里有不小距离。不过Ioniq的能耗相当于1.73L/100km(136mpge),比目前所有的电动汽车都要高。

  让我们简单计算一下。Ioniq安装28千瓦时电池,在美国充满电大约需要3.36美元,平均每千瓦时只要 12美分。只需要花费相当于1.5加仑汽油的钱,Ioniq就可以行驶124英里。

  是不是不愿意马上拥抱纯电动汽车?没有关系,你可以选择混合动力版本和插电式混合动力版本,标准混合动力版本能耗相当于4.1L/100km(58mpg)。特斯拉Model S的阻力系统为0.24,Ioniq差不多,它们都是美国公路上最符合空气动力学特点的汽车。

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  现在汽车制造商、环保爱好者关心汽车的整个碳排放量,从制造到处理全面关注,Ioniq内饰采用了火山岩、粉末木头,重量减少了20%,可以轻易回收。

  在加州,现代正在做实验,用别出心裁的新方法吸引用户购买电动汽车,购买方式类似于手机付费订阅制。现代将不受限制的里程数、充电费用、定期维护、磨损组件的更换与月费捆绑在一起。其它电动汽车制造商可能也会跟进。

  第一代Panamera 轿车于2009年推出,它的性能让大家目瞪口呆,不过设计风格引来批评。2017款Panamera看起来蛮有保时捷特色,它引进了许多技术,性能也更强大。

  Panamera 首次采用了大众MSB架构,MSB架构是一个模块化架构,许多汽车都可以使用,包括即将推出的宾利Continental GT,它们可以共享传动系统、转向系统及其它组件,不必受到汽车尺寸和外形的制约。Panamera 安装了两个涡轮增压发动机,一个是2.9公升V-6发动机,一个是4.0公升V-8发动机,后者的功率达到了410千瓦(550马力),从0加速到每小时97公里只要3.7秒,最高时速305公里。欧洲人可以购买4S Diesel版本,它的V-8涡轮增压柴油发动机功率可以达到310千瓦(418马力),扭矩达到850牛米。保时捷自己宣传说,这款汽车是世界上最快的生产版柴油汽车,最高时速285公里,加一箱油可以开900英里,完全可以从巴黎开到罗马。

  大众陷入排放丑闻,保时捷Panamera 可没有这样的问题,它用一箱柴油机排气处理液(Diesel Exhaust Fluid)中和氮排放物。

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  Panamera 使用的技术让人赞叹。电子缓冲装置、后轮转向装置、扭矩矢量分配系统,这些都由新引进的4D Chassis Control系统进行监控,它可以从3个空间维度分析驾驶情况,实时优化系统。不同的电子悬架系统本是独立工作的,有了4D Chassis Control技术就可以连接成网络。新技术监控汽车的轨迹,感知驾驶员输入信息,协调各个系统,让汽车的灵敏度、稳定性、安全性达到最优水平。有些车型配有3室空气悬挂系统,里面包括自动稳定杆系统,通过48伏机电制动器控制。

  汽车的后支架安装了电子转向器,它可以控制后轮的速度,使之比前轮慢,急转弯时汽车会更加敏捷。如果汽车以很高的速度行驶,系统可以让前轮后轮的速度保持一致。

  InnoDrive也是新技术,它可以分析最远3公里的GPS数据,实现自动转向、自动换档、自动变速。这套系统是以雷达、摄像头作为基础开发的,能够识别道路标志,让Panamera在限定速度内行驶。Panamera还配备了新的热成像夜视系统,搭配LED Matrix前照灯,如果公路上出现了行人或者动物,它会提醒司机注意,覆盖的范围比远光灯大得多。

  在美国一直没有混合动力小面包车,正因如此,当克莱斯勒推出一款混合动力小面包车,而且还是一款插电式混合动力汽车时,我们才感觉到它是一款重要的汽车。

  今年推出的Pacifica 轻了113千克,因为它采用的平台更轻,安装了铝合金滑门和铝镁升降门,不需要手操作。面包车配有3.6公升V-6发动机,连接两个电力发动机,总功率194千瓦,采用前轮驱动。

  汽车配有16千瓦时锂电池,电芯96个,加上配套电子设备,总重量只有295千克,长75厘米。看看市场上的混合动力汽车,一个电力发动机用来发电,还有一个用作推进系统,克莱斯勒的设计有点不同:两个电力发动机与电子离合器和行星齿轮配合工作。正因如此,两个发动机都可以作为牵引引擎,提升了系统效率,系统的扩展性也更好。

  效率到底有多高呢?如果用全电动模式行驶,相当于每100公里油耗2.8升,也就是84mpge。丰田普锐斯插电式混合动力汽车用电池行驶只能开18公里,Pacifica的行驶距离约为其3倍,然后才启用汽油引擎。汽油引擎运转之后汽车的效率仍然是很高的,约为7.4L/100km,非混合动力汽车约为10.7L/100km。毕竟这是一款7座小型面包车,电池笨重,客舱有时需要取暖,必要时用引擎驱动的7千瓦加热器就会投入工作。

  自动变速装置根据 3个设备的不同速度持续变换齿轮比——通过行星齿轮变换,这3个设备就是引擎、电动发电机、主电力牵引引擎。与皮带无级变速器相比,自动变速装置更灵活,效率更高,不会出现动力滞后、橡皮筋一样的感觉。与一些混合动力汽车相比,Pacifica的引擎和变速器声音可能稍微大一些,但是驾驶时感觉挺好,汽车引进了许多数字技术。

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  测试时,我让汽车坐满人,有小孩也有成人,我想测试汽车的自动泊车技术,既有平行式停车,也有垂直式停车,小面包车配有影院系统,坐在后面的四个小孩玩得很高兴。还有,Pacifica的一些技术来自奢侈汽车,比如自动碰撞报警系统、刹车、自动远光灯、自适应巡航控制系统。

  打开Uconnect手机APP,就可以远程给克莱斯勒汽车充电,如果连接到240伏Level 2充电器,2小时就可以充满,我们还可以修改程序,让汽车在非高峰时段充电。你可以通过APP随时查看充电状态,用电力给汽车车舱降温,不需要使用汽油。

  在今年的底特律汽车展上,Pacifica成为大家关注的焦点。谷歌旗下公司Waymo公司宣布与克莱斯勒合作,100辆自动驾驶Pacifica汽车准备投入测试,最快2018年它们就会推出驾乘分享服务。

  我们有意避开了概念车,因为是个汽车制造商都能造一款原型车,给出一些无法兑现的承诺。QX50却是一个例外,它的跨界设计值得推崇。首先,英菲尼迪汽车是真实的,很快技术就会在陈列室出现,包括第一台可变压缩比引擎。这是一个全新的2.0升4气缸引擎,它可以通过改变活塞冲程调节压缩比,介于8:1至14:1,提高效率。

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  英菲尼迪承诺,2018年之前至少还会有一款新车安装该引擎,新车的目标功率是198千瓦(266马力),扭矩390牛米。QX50将会取代现有的紧凑型跨界车EX35。英菲尼迪的母公司是日产,日产准备在2020年推出第一款自动驾驶汽车,另外,QX50还采用了新的ProPilot技术,当车流走走停停时,ProPilot可以识别侦测。

  AMG E63 S超级轿车安装了4.0升双涡轮V-8引擎,与AMG GT超级跑车是一样的,功率450千瓦(603马力)。只要3.3秒,AMG E63 S就可以0加速到每小时100公里,对于一款奢侈全驱中型轿车来说这样的成绩真的有点疯狂。

  汽车配备了Drive Pilot系统,雷达光线可以覆盖前方250米远的位置,后方可以覆盖80米。雷达系统还用独立的3D、2D摄像头系统辅助,它们可以识别车道标志、观察交通情况。

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  如果公路标志模糊,系统识别起来有点困难,我在纽约测试时就发现了这一点。在高速公路上汽车可以自动驾驶,最高时速不能超过161公里,如果你的手离开方向盘太久,系统会发出警报。打开转向灯,系统会扫描周边环境,然后自动变道。

  如果一切都不管用,Pre-Safe会站出来保护你的安全。当汽车侧面遭遇撞击时,座位会将司机或者乘客向汽车中央推移8厘米,减少伤害;如果碰到其它情况,在撞击之前身体会向正确的方向移动。

  当撞车无法避免时,Pre-Safe Sound可以起到保护作用。系统通过音频系统发射干扰信号,在碰撞发生前几毫秒发射,它让耳朵的肌肉收缩,保护耳膜,使之免受超高音的伤害。

  原文来自:spectrum.ieee.org

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