特斯拉D系列揭秘:小升级还是大升级?

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10月10日,特斯拉公司神秘的“D”计划终于亮相。发布会上,特斯拉发布了Model S 60D及Model S 85D两款车型。其中四驱版P85D百公里加速约为3.4秒,并配有全新的驾驶辅助系统,可实现自动跟随前车、自动泊车等功能。另外,Model S P85D车型将提供两种驾驶模式,分别为“运动模式”和“疯狂模式”。“疯狂模式”下该车百公里加速时间约为3.4秒左右。Model S P85D的最快车速也有提升,达到250公里/小时,而现款Model S P85车型的最快车速为210公里/小时。

原来,所谓的“D”,其含义是Double,即整车的动力来源为前后两个电机,这有些类似于电脑的双核CPU。那么,这样的D又有什么好处呢?

一、电动车的结构和电机数量

电动汽车大多是从传统汽车发展而来的。虽然在传统燃油汽车历史上出现过双发动机的奇葩,但是主流汽车还是只有一个发动机,发动机的动力通过传动系统传递到前轮或者后轮,如果是四轮驱动,则传递前后车轮。既然电动车大多是从燃油车发展而来的,所以大部分电动车也只有一个电机,特斯拉前提的车型也不例外。

特斯拉Model S透视图

特斯拉Model S属于后置后驱,电机在后,后轮驱动。而大多数电动车采用前置前驱,如比亚迪E6、日产聆风等等。从燃油车的经验看,低速行驶前驱车效率更高,而起步或者高速行驶后驱车效率更好。特斯拉 Models属于性能车,更考虑高速的性能,所以在单电机的情况下选择了后轮驱动。

除了单电机,电动车还可以有其他模式。前后双电机就是一个选择,Model S P85D就是选择了这种结构。其实在混合动力汽车中,保时捷918如果不考虑发动机,也算是前后双电机模式(把两个前电机视为一个整体),比亚迪唐也是。

双电机模式的最大优势是起步速度。汽车在起步时,动力来源于轮胎和地面的摩擦力。无论是前轮驱动还是后轮驱动,都只有两条轮胎提供动力,而四轮驱动起步,驱动摩擦力就来自于四个车轮。所以GTR这种追求性能的燃油车在起步时也是四轮驱动的。双电机还有一个好处是,前后动力分散,对整车传动系统要求更低,重量也可以减轻。

单电机其实也可以四轮驱动,但是这样需要传动轴,汽车的传动系统也要承受巨大的扭矩,必须做的更结实,而在材料相同的情况下,更结实就意味着更重。前后电机分配动力,无需传动轴,前后轮分别承受的扭矩也没有那么大,是更理想的方案。

既然有双电机,就可以有四电机,每个车轮分别搭配一个电机。如此一来,不仅仅传动轴省了,连差速器都可以不要,由软件控制每个轮子的转速扭矩即可。很显然,在理论上,四电机要比双电机四驱要更轻,加速可以更快。

四电机目前有两种,一种是奥迪早期的R8-eTron(后期改成双电机),四个电机都在汽车中部,便于车的重心安排,操控出色。还有一种是轮毂电机,每个轮子安装一个轮毂电机。这种模式的优点是简洁高效,缺点是簧下质量太大,不利于操控。轮毂电机的模式还可以支持四个电机以上。早在2005年,特斯拉成名之前,日本就有8个轮毂电机的汽车,在意大利赛道跑到370公里时速,比特斯拉Model S P85D快得多。

二、特斯拉的选择

从单电机到双电机、四电机乃至更多电机,并不是只有收益没有成本。从技术的角度,由单个电机到多个电机,电控的复杂性也要成倍增长。

汽车的前后轮转速协调并不是简单的事情,国内有厂商做类似方案曾经出现过翻车的悲剧。不同路况,不同时速,如何保证前后轮转速一致?前后电机在不同时速下如何切换动力,前后轮电机的输出扭矩如何合理分配?

特斯拉这次既然选择前后电机的方案,应该是在电控上已经过关,而真正的难点也在此处。从硬件上来说,改动只是加一个前电机,所以Model S P85D售价增加不多,但是吸引力大幅提升。

除了加速的好处,前后电机还带来了续航的提升。官方旋床,Model S P85D的续航不降反升,增加了16公里。之前车云菌分析,这可能得益于它在能量回收上的更深入的精细化调整。实际上,还有另外一种可能是,得益于前后电机不同工况切换。通过对车辆驾驶时动力输出的更高层次的控制,让车辆在不同工况下都得到动力传输的更高效率,由此带来续航里程的提升。

三、自动驾驶的提升

其实,特斯拉的这个自动驾驶,还是在辅助驾驶的层次。汽车自动驾驶分为几个层次。

我们常见的ABS、ESP属于最低的层次,电脑判断情况,结合刹车车身提供刹车和车身姿态控制辅助。更高一个层次是盲点警报、车道偏离报警,碰撞预警这些功能,是通过传感器感知危险,提醒车主,但是车主如果不听还是没辙。

第三个层次是辅助驾驶,包括自动跟车,自动泊车、自动避免追尾等等,有的车还能控制方向盘保持车道。特斯拉Model S P85D就属于这一层次。只不过他比较高级,定速巡航的时候还能自己变道,做到这一点在目前来讲已经鹤立鸡群。至于更高的更次,短时间驾驶员可以不控制车辆,甚至驾驶员完全不控制车辆,像有专职司机一样。这个是特斯拉的梦想,现在还做不到。

所以,特斯拉Model S P85D只是高级一点的辅助驾驶,还谈不上自动驾驶。马斯克说的汽车自己跑去充电还是科幻级别的东西。

四、D车型更多是迎合市场

特斯拉出道,就是靠电动性能车的加速成名。然而在一些细节上,特斯拉Model S有很多可以诟病之处。

而在D系列的后续产品上,特斯拉强化了性能的优势,把性能车的味道进一步加重。

超跑本来就是富人玩具,轿跑也不倾向于实用。特斯拉Model S P85D这种有超跑加速性能的轿跑无疑是适合富人口味的。D车型更像是迎合市场的产物。

按照马斯克的蓝图,从超跑到性能车到中低档普及,现在依然在性能车的阶段。除非锂电池大幅降价,否则特斯拉也很难推出低价的电动车。做好既有市场,让富人们玩的更HIGH一些,D系列可以做到。

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