編者: 北京時間6月15日晚，2014年法國勒芒24小時耐力賽落幕，經(jīng)過24個小時的日夜征戰(zhàn)，奧迪車隊包攬冠亞軍。本次耐力賽由于賽制改革，各家車企借此展示混動技術(shù)。比賽成為日德混動技術(shù)的直接對抗。我們請曾在德國知名車企學習工作的馬翼為我們撰文解讀各方混動技術(shù)的表現(xiàn)，分為上下篇。本文為上篇。

【第一電動網(wǎng)】（專欄作家 馬翼）有著耐力賽世界杯之稱的勒芒賽已經(jīng)過去將近一個月，但他引發(fā)的熱潮以及討論還在持續(xù)著，甚至有著升溫的趨勢。2014年的勒芒賽對于新能源的工程師們來說絕對是具有里程碑意義的一年，討論已久的具有革命性的改革從今年開始實施：由于對LMP1級別賽車每圈的油耗進行了嚴格的限制，規(guī)則上的這次重大變革將混合動力技術(shù)進一步的推向了人們關(guān)注的焦點。參賽的車隊無一不對自己的混合動力技術(shù)有著充足的信心，所以我們不出意外的看到了豐田，奧迪和保時捷的身影。賽前最大的看點有幾個，長年陪太子讀書的豐田能否借混合動力的東風結(jié)束奧迪的壟斷，近年來的絕對霸主奧迪能否豪取16年內(nèi)的第13 個冠軍以及作為勒芒賽歷史上奪冠次數(shù)最多的保時捷能否在闊別16年之久后王者歸來，都在這激動人心的24小時后揭曉答案。

另外值得一提的是，今年的賽事是兩大汽車王國日本和德國的直接較量，一方是長年獨霸全球混合動力車市場最大份額的日本，另一方是以汽車王國自居的德國，雖然結(jié)果我們已經(jīng)知道，奧迪再一次站在了最高的領(lǐng)獎臺上，但是比賽的內(nèi)容卻異常豐富，我們不妨再從頭回顧一下這傳奇一般的比賽過程，或許能從中找到未來新能源汽車發(fā)展的一些線索。

讓我們先溫習一下勒芒賽道和勒芒24小時耐力賽。勒芒賽道是全球車迷的心中的圣地之一。賽道全長17.3公里，其中13.5公里屬于高速路段。比賽在24小時里不間斷的進行，每輛賽車配備三名車手，輪換駕駛。參賽者分為四個組別Le Mans Prototype 1 (LMP1)，Le Mans Prototype 2 (LMP2)，Le Mans GTE Pro 和Le Mans GTE Am，四個組別的賽車在同一賽道上行駛(下文所涉及內(nèi)容都是針對最高級別LMP1)。在LMP1這個組別的參賽者全部是整車廠商直接派出的廠隊，各大汽車生產(chǎn)廠商所扮演的角色不再是F1比賽里的供應商或者合作伙伴。作為直接參賽者，各大廠商會在賽車上使用最先進的技術(shù)，對于他們來說，這是展示最新科技成果絕佳的舞臺。

賽制改革

F1或許是目前世界上最著名的賽車運動，但對于一個工程師來說，F(xiàn)1不一定是最吸引人的。至少在豐田工程師的眼里，勒芒的LMP1賽車更加的有趣。相比于F1所有賽車都采用類似的驅(qū)動設(shè)計，LMP1 的賽車對驅(qū)動方式有著多種多樣的選擇。根據(jù)最新的規(guī)則，從2014年開始，在驅(qū)動方式上唯一的約束只有對每圈消耗的總能量以及可回收能量上的限制。除此之外，廠商在設(shè)計方案上擁有絕對的自由。通過對能耗的嚴格限制，混合動力技術(shù)的地位將得到進一步的提升。根據(jù)每圈允許從混合動力系統(tǒng)中提取的電能，分成四個級別2MJ，4MJ，6MJ和8MJ，每圈的能耗依據(jù)不同的混合動力級別以及燃油種類而定，根據(jù)燃料特有的能量密度(汽油約31MJ/l，柴油約35.6MJ/l)可以換算出每圈規(guī)定的油耗上限，選用2MJ的賽車每圈燃油上限為4.8升汽油或者3.93升柴油，選用8MJ的賽車每圈油耗上限為4.42升汽油或者3.56升柴油。

這樣的變革逼著各家車企展示節(jié)能技術(shù)，而特別引人注目的是三支車隊。

保時捷 Porsche 919 Hybrid

在闊別勒芒的頂級聯(lián)賽LMP1達16年之久后，保時捷帶著自己的新作919Hybrid強勢回歸。不同于參加過近幾年比賽的奧迪和豐田，保時捷沒有現(xiàn)成的技術(shù)可用，必須從零開始打造一輛全新的LMP1賽車。為此保時捷特意在自己的研發(fā)基地建造了一個汽車運動中心和一個由200人組成的團隊，從研發(fā)能力上來說，甚至可以打造出一部F1賽車。保時捷自豪地宣稱，這輛919Hybrid是史上技術(shù)最為復雜的一輛賽車。但是由于時間的限制，連保時捷的設(shè)計人員都不得不承認，他們?nèi)鄙倭艘坏絻蓚€設(shè)計周期，來進一步的加強賽車的可靠性和穩(wěn)定性，這也為后面的技術(shù)故障買下了伏筆。

驅(qū)動方式保時捷采用的是四輪驅(qū)動的設(shè)計，前輪由184kW的電機驅(qū)動，后輪由370kW(500PS)的四缸汽油發(fā)動機驅(qū)動，2升排量，配有缸內(nèi)直噴和渦輪增壓技術(shù)。混合動力級別選擇8MJ，使用兩個混合動力系統(tǒng)，一個系統(tǒng)稱為GU-H (Generator-Unit-Heat)，通過尾氣驅(qū)動發(fā)電機回收能量，另一個系統(tǒng)稱為MGU-K(Motor-Generator-Unit-Kinetic)，布置在前軸，利用發(fā)電機在剎車的時候回收賽車本身的動能。保時捷為了使賽車的重心在剎車時更好的前移，以利于在前軸回收更多的動能，放棄了在后軸也安置一個MGU-K的想法。GU-H的優(yōu)勢在于賽車在直道的加速過程中也能回收能量，并且MGU-K和GU-H的組合要比兩個MGU-K的組合要輕。但是從尾氣中回收能量，改變了發(fā)動機換氣過程，增加了換氣的阻力，因此一定程度上損害了發(fā)動機的工作效率，所以它不同于從剎車中回收能量，是一把雙刃劍，如果不了解賽車和賽道的特點，使用不當，甚至得不償失。

所回收的能量存儲在水冷的鋰電池內(nèi)，這也是當今混合動力量產(chǎn)車上采用的主流儲存元件。

奧迪 Audi R18 e-tron quattro

作為近年來的絕對霸主，奧迪展示出了自己對這項運動的理解，不同于另外兩個對手，奧迪看重柴油在能量密度以及油耗上的優(yōu)勢，依然選用了V6的柴油發(fā)動機，功率超過510PS，排量從上一代的3.7升提高到4升，采用缸內(nèi)直噴和渦輪增壓技術(shù)，其中渦輪葉片幾何尺寸可變VTG?；旌蟿恿ο到y(tǒng)原本奧迪是采用和保時捷同樣的結(jié)構(gòu)，即安裝在前軸的MGU-K加上發(fā)動機側(cè)的GU-H，但是在經(jīng)過反復的測試之后，奧迪的工程師認為GU-H達不到他們所期待的的效果，從可靠性的角度考慮，他們最終放棄了這種設(shè)計，只應用了位于前軸的MGU-K一個混合動力系統(tǒng)，最高輸出170KW的功率，混合動力級別也相應的選擇了2MJ的最低級別。在能量的儲存方式上奧迪獨樹一幟，相對于兩個競爭對手采用電的存儲形式，奧迪將回收能量以機械能的形式存儲在飛輪中("Flywheel")，飛輪可存儲能量超過600KJ，在加速過程中當時速超過120，飛輪中的能量將釋放出來。飛輪的原理類似于陀螺，在很小的阻尼下，儲存能量的飛輪可以長時間的旋轉(zhuǎn)。奧迪采用這種設(shè)計的原因在于其出色的可靠性。根據(jù)賽道特點，每圈將有接近九次的充放電過程，比賽全程將進行大約4000次的充放電。因此他們相當?shù)膽岩?，豐田的超級電容能否在24小時里經(jīng)得起這么多次的充放電過程。

奧迪的工程師認為，這樣的設(shè)計能在能量效率，尺寸，重量，功效，響應特性，以及行駛策略，提供最優(yōu)的關(guān)系?？煽渴沁@個方案最大的特點，減少對電力系統(tǒng)的依賴，減少電力系統(tǒng)的負荷，或多或少的降低了出現(xiàn)故障的風險，并且以機械能的形式存儲，很好的回避了電池的反復充放電的安全以及壽命問題，并且對冷卻系統(tǒng)的需求也小很多，理論上在各種復雜的環(huán)境條件下也擁有最好的可靠性。無獨有偶，奧迪也宣稱，這是他們所研制出的最復雜的一臺賽車。

豐田 Toyota TS040 Hybrid

作為多年來全世界最受歡迎的量產(chǎn)混合動力汽車普銳斯的主人，豐田在混合動力領(lǐng)域有著自己獨到的理解。相對于歐洲的混合動力汽車生產(chǎn)商普遍采用并聯(lián)或者串聯(lián)的布局和有級變速的組合，豐田一直偏愛混聯(lián)式的布局，即以行星齒輪為主體，結(jié)合無級變速。因此，對于強調(diào)混合動力技術(shù)的新賽車，人們自然也期待著豐田能帶來什么樣的驚喜。豐田的TS040此次同樣是采用四輪驅(qū)動方式，沿用了上一代的V8汽油發(fā)動機，與豐田在量產(chǎn)車上采用的戰(zhàn)略一致，發(fā)動機依然采用自然吸氣的工作方式，排量從上一代的3.4升增加到3.7升，最高輸出520PS。不同于保時捷的GU-H加MGU-K，豐田的兩套混合動力系統(tǒng)同為MGU-K，分布在前后軸，都是在剎車過程中通過發(fā)電機吸收動能。與GU-H相比MGU-K回收的是凈能量，不會影響發(fā)動機的效率，整個系統(tǒng)理論上也更加的高效。整個動力系統(tǒng)的動力總輸出高達驚人的1000PS，最高時速可達330km/h?；旌蟿恿墑e選擇6MJ，能量存儲的媒介豐田采用了超級電容，與保時捷采用的鋰電池相比，雖然重量上處于劣勢，但是在功率卻超過鋰電池很多，充放電更快。因為超級電容本身是通過物理的方法儲能電能，不需要像鋰電池一樣通過化學反應將電能轉(zhuǎn)換成化學能來儲存，工作溫度范圍更廣，壽命也更長。超級電容豐田的技術(shù)人員堅持使用這項技術(shù)，是因為他們認為，超級電容也適用于量產(chǎn)車型，而奧迪所使用的飛輪儲能技術(shù)，他們對其在量產(chǎn)車型中的應用前景持懷疑的態(tài)度。豐田今年來勢洶洶，志在必得，就連競爭對手奧迪和保時捷也不得不承認，今年豐田的賽車毫無疑問是最快的，如果能正常完成比賽，他們幾乎沒有任何機會。

比賽的過程如何？什么因素決定了成?。空埧聪缕?。

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