「節能減排」大山之下,Jaguar Land Rover都在背後悄悄做了什麼功課

作者:王珺   |   2015 / 11 / 27

文章來源:車云網   |   圖片來源:車云網


從全鋁車身開始,Jaguar Land Rover就在為將來的嚴苛法規做準備。融入了新材料的碳纖維、模組化驅動電機、從乘員艙溫度管理到乘員體表溫度管理,Jaguar Land Rover……

上個禮拜,Jaguar Land Rover官方公佈了這次廣州車展的亮相陣容。除開專門為007最新大片進行訂製的C-X75與Land Rover Defender兩款車型之外,Jaguar品牌SUV車型F-Pace將在國內首次亮相。

從兩年的法蘭克福車展開始,Jaguar就在秀這款SUV概念車,雖然當時它的名字還是C-X17。拋開豪華品牌的SUV車型不談,這款車的全鋁架構iQ也是Jaguar的重點研發對象。

今兒廣州車展正式開展,就著這款外形並沒有多少變化的SUV概念車,車雲小編想跟大家分享一些Jaguar在「背地裡」悄悄進行的那些研究項目。

JaguarF-PACE概念車
JaguarF-PACE概念車

雖然在自動駕駛上較之德系美系車企慢了好大一拍,但是Jaguar Land Rover對於新技術的熱情卻並不比他們要少。這裡不得不把新的歐洲與美國排放法規再拎出來說說,對於Jaguar Land Rover這類以中大型車為主的豪華品牌來說,降低平均碳排放和油耗已經迫在眉睫。

要降低這兩個指標,來來回回招數也就是那麼幾個:

  1. 提高引擎工作效率,或者讓引擎盡量工作在高效率狀態下,或者不用— 動力系統的電氣化;
  2. 降低車輛的能源消耗— 輕量化
  3. 減少額外的能量損失,這裡面的細節就多了,比如說熱管理,減少摩擦,降低風阻係數等等等等。

Jaguar Land Rover也不外乎在這三個方面做工作。只不過並非獨自一人,而是在英國創新技術管理部門Innovate UK參與投資下,聯合了12家合作夥伴,展開了多個項目的研究。不同的項目針對不同的方向。

電氣化項目Evoque-e

Evoque-e項目只有一個目的,那就是研究出一款能夠適用不同車型(HEV、PHEV或者純電動)的、成本優化且性能翻倍的驅動電機。

Jaguar Land Rover的低碳車輛部門首席技術專家Mike Richardson主要負責這個項目。Richardson表示,在2020年左右,項目組將會發布一系列動力系統電氣化技術,在這些技術中,這款模組化的驅動電機將是核心零件。

這款電機的輸出性能,包括功率與扭力要是現在的兩倍。不過性能並不是最重要的,最重要的要能夠應用在任何類型、任何續航里程的車型中,那就要求兩點:模組化與標準化。

在成本優化方面,主要有兩項任務,一是用鐵基的磁鐵來替代現在常用的稀土元素釹磁鐵,二是用銅線圈來替代鋁線圈。

根據Richardson的介紹,在Evoque-e項目中將會研發三款不同車型:常規混合動力、插電式混合動力以及純電動車型各一。

Evoque-e項目

其中,常規混合動力將會搭載一台66千瓦三缸的柴油引擎,與15千瓦的電機相配合,配備9速自動變速箱。這輛車上將會使用現下正熱門的48V系統,並配置48V鋰電池。

插電式混合動力車型則會配置Jaguar Land Rover Ingenium2.0升四缸原型引擎,以及150千瓦的驅動電機,鋰電池的輸出電壓為320V,配備8速自動變速箱。

純電動車型,將使用70千瓦的鋰電池,電機則有兩個,分別驅動前後軸。前軸電機功率在85千瓦,與單級變速箱相連,使用鐵基磁鐵與鋁線圈;後軸電機功率為145千瓦,使用傳統的釹磁鐵和銅線圈來保證性能輸出,使用2級變速箱。

就車雲小編來看,這款電機的最強大之處還是在於如何進行「模組化」。在新能源車剛流行的時候,關於純電動、混合動力乃至氫燃料電池的王者之爭就沒有斷過,但是隨著技術的發展,大家也都逐漸意識到—在未來相當一段時間裡,將會是諸侯共領風騷的時代。根據不同路線的技術發展,在不同的細分市場發光發熱。在這種情況下,模組化電機的存在就類似於模組化引擎的角色,能夠讓車廠更快進行產品部署。

當然,這是純理論角度。鑑於項目還在進行中,Richardson博士並未對這塊電機的技術路線進行任何闡述,也唯有期待更多信息公佈才能進行下一步判斷了。

輕量化項目CARBIO

關於CARBIO這個名字,Jaguar Land Rover研發總監Wolfgang Epple博士並沒有具體的解釋,不過從項目內容和字面上可以猜測一二。CAR指的是carbon fiber,碳纖維,這個項目的研究對象之一。而bio作為前綴詞有「生物」之意,則指的是在這個項目中作為碳纖維輔助材料的亞麻纖維與兩者的粘合劑—一種從腰果中提取的生物樹脂。

關於輕量化措施,之前車雲小編也談過很多,其中新材料的運用是關鍵之一。在CARBIO裡面,使用的新材料是亞麻纖維。將碳纖維與亞麻纖維一層層間隔堆疊放置,兩層纖維之間使用腰果油樹脂進行黏合,就製成了CARBIO的新複合纖維材料。

之所以選擇亞麻,是因為亞麻與生俱來的阻尼效應,即在降噪減震上,會有先天優勢。兼之亞麻的低成本,根據Jaguar Land Rover車身部門的高級經理Simon Black的介紹,使用亞麻纖維之後,最終的製造相差無幾情況下,材料成本能夠降低三分之一左右。這三分之一的成本就被挪出來用在其他地方上。

將碳纖維與亞麻纖維以1:1的比例進行混合,就是現在項目組正在試驗的新材料。新材料與碳纖維有著一樣的彎曲剛度,但是成本降低了15%,重量進一步減輕了7%,減震特性提高了58%。由這種材料製成的組件相比鋁材要輕28%,相比鋼材要輕55%,再加上NVH(註:為噪音(Noise)、振動(Vibration)、舒適(Harshness)三項總稱)上的優勢,還可以減少隔音減震材料的使用。

提到隔音材料,Jaguar Land Rover還參與了一個名為Varcity的項目。Varcity是來評估如何通過在車身材料中加入碳纖維在降低重量的同時,改善NVH,目前的初步目標是與C-X75概念車的全鋁製白車身相比,將重量降低20%,而NVH效果基本保持不變。

輕量化並不獨於車身,車內各式各樣的線纜與電氣化組件同樣是輕量化的目標。Jaguar Land Rover希望能夠通過3D列印的更薄的絕緣材料來替代這些線纜。據統計,現款Land Rover之Range Rover上線纜總長度有6千米,總重96公斤。

以熱力學管理入手的減損項目

至於減少能量損耗方面,Jaguar Land Rover的熱力學管理團隊正在進行的項目是從座艙的溫度變化入手。

一個初步的想法是,將座艙環境視為一個「氣泡」,在這個結構範圍內,通過類似於紅外可反射太陽光的剝離等一系列技術來使座艙內部的溫度保持在一定的範圍之內。再配合座椅的加溫等措施,來減少能量損耗。

新的熱力學管理模型
新的熱力學管理模型

更進一步的,這個團隊的想法是不去考慮整個座艙的溫度,而是改變艙內成員體表附近的溫度,來使其保持在一定範圍內。比如通過紅外儀表板之類的組件,將其嵌入到駕駛艙內,來達成這一目標。早期的測試表明,這個方式是有效的,相比​​現在8-12千瓦左右的能源消耗,能夠降低一半。

車雲小結

對於這些豪華品牌來說,滿足新的法規並不是件容易的事情,而BMW已經開始以2.0T引擎為中堅力量開始推廣?尤其在廢棄門事件之後,監管手段將會更加精準與嚴格,也期待著在律法推動之下百花齊放的技術進步。(文/王珺)

車云網》授權轉載

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