[爱歌汽车科技频道原文]
面对新生力量,传统汽车公司真的很无奈?不,最近情况有所好转。在欧洲市场,大众ID.3的月销量一度超过特斯拉Model3,让人称之为姜老辣。在亚欧大陆的另一端,南北大众制造的ID.4也将开始交付,为国内新能源市场注入巨大变数。从产品和价格两个维度来看,国产ID.4表现出了足够的诚意,预计会引起高度关注。
在科技细节方面,ID。家族从来不缺少谈资,还有MEB和大众。操作系统无疑是“再造”大众的利器。但是对于消费者来说,平台和软件好像有点远。更重要的是与日常使用密切相关的细节,比如后轮鼓式制动器、冬季续航等。自从国内ID.4出现以来,关于这些问题的争论从未停止过。今天,让我们走进实验室,看看网民们关心什么。
大众ID.4(导入)(请勿手动编辑查询模块,如需删除,请右键点击图片删除查询)
MEB在德语中被称为ModularerE-Antriebs-Baukasten,即模块化电动驱动套件,是一个专用于纯电动汽车的平台。我们在之前的文章中已经解释了MEB平台的技术特性(点击阅读),因此在此不再赘述。值得注意的是,第一代MEB产品将全部配备后轮鼓式制动器,ID.3、ID.4、ID.6等车型也是如此。人们不禁会想,是什么让人们放弃盘式制动器,投入鼓式制动器的怀抱呢?
MEB平台专为纯电动汽车打造,为R&D理念带来诸多优势。同时,MEB采用的后轮鼓式制动器也引起了广泛的关注。有人认为这是赤裸裸的还原,也有声音指出对鼓式制动器不应该有偏见。首先要明确一点,后轮鼓式制动器不是国产的特殊调整,而是MEB平台的原生设计。
MEB平台的基本驱动方案是后驱,四轮驱动版本主要是后驱,有助于优化牵引力,提高整个电驱动系统的效率。当车辆轻微滑行或刹车时,电机可以利用轮胎滚动阻力的反向阻力将动能转化为电能,这通常被称为能量回收。大众ID.4上,能量回收系统最大可以提供-0.25g的加速度,机械刹车只有在大力刹车时才会介入。
从力学原理来看,鼓式制动器的制动力并不比盘式制动器弱,相反,前者可以实现更大的摩擦面积。两者的核心区别在于散热方面。鼓式制动器采用半封闭式设计,散热效果稍显不足。但在电动汽车中,能量回收提供了相当大的制动助力,机械制动的负担明显减轻。具体到ID.4,基于后驱的设计进一步降低了后制动器的使用强度,鼓式制动器完全可以满足抗热衰减的需求。
刹车时,汽车重心前移很大,所以前刹车通常承担的责任更大,而后刹车的负荷要小得多。加上动能回收的作用,ID.4后轮机械制动器在日常行驶工况下不需要频繁工作,这是使用鼓式制动器的大前提。
走进大众学院,我们看到了MEB鼓式制动器的真面目。为了直观展示,工程师在现场将一汽-大众ID.4CROZZ的后轮鼓式制动器拆开。MEB平台的鼓式刹车系统是新开发的,与捷达、桑塔纳等大众燃油车的鼓式刹车完全不同。为了保密,鼓式制动器的细节不允许现场拍照。请理解。
ao.com/news/20210306/20210306102926_4b7b59f6383d8ccf1b294a293dd187b9_5.jpeg">在解析各部分功能前,不妨先来看看这套后轮鼓刹的技术规格。制动鼓直径为280mm,宽度为52mm,尺寸明显大于捷达/桑塔纳的鼓刹。与此同时,刹车片尺寸也非常可观,摩擦面积比民用级盘刹大了许多,极限制动力完全无须担心。
相比盘刹,鼓刹拥有更好的耐久性。以ID.4为例,后鼓刹的使用寿命达15万公里,几乎涵盖了电动车的大半个生命周期。传统鼓刹直接安装在车轮架上,每6万公里左右需要调整轴承间隙。为了规避这一问题,ID.4将鼓式制动器固定在法兰盘上,再将法兰盘与车轮架连接。
鼓式制动器采用半封闭设计,因此防锈蚀性能明显优于盘式制动器。在现场拆解制动器后可以看到,仅裸露部分(鼓身外侧/法兰盘)附近存在铁锈,刹车鼓内部则完全没有锈迹。除此之外,MEB平台还为后轮配备了EPB电子驻车制动器,这是电子手刹与鼓式制动器的首次融合。EPB由ESC电子稳定系统和eBKV电动刹车助力两套系统控制,冗余设计有效保证了可靠性。
随着使用时间的推移,刹车片与刹车鼓之间的间隙会逐渐增大,因此制动系统内需要安装间隙补偿机构。ID.4的间隙补偿装置为纯机械设计,每次刹车后可自动增加补偿,可靠性比机电控制的补偿系统更胜一筹。按照正常使用强度,ID.4的间隙补偿装置可以做到终身免维护。
毫无疑问,鼓刹在耐久性和使用成本方面具备明显优势,这对普通消费者是个好消息。在更重要的制动性能方面,鼓刹表现如何呢?根据海外媒体的测试结果,ID.3在连续10次100km/h-0刹车后并未出现明显热衰减,比起盘刹没有可感知的差异。
MEB平台的后轮鼓刹增加了独立的EPB执行机构,所以比类似规格的盘式刹车稍重。二者的重量差距仅处于百分之几(个位数)量级,因此对簧下质量和动态性能的影响可忽略不计。
鼓刹比盘刹更节能,这项优势很少有人提及。在松刹车起步的瞬间,盘式制动器需要4Nm/车桥的剩余制动力矩迫使活塞脱离刹车盘,而鼓式制动器可依靠弹簧自行脱离,没有能量浪费。根据工况不同,同一款电动车配备鼓刹后可增加3.3km-13.2km的续航里程。
如果说空调是一项主动安全配置,相信许多人会感到费解。但对于车企来说,这样的定义并无不妥,理由是空调支配着驾乘人员的温度舒适性,进而对行车安全产生影响。例如,一些电动车车主为保证冬季续航而舍不得开暖风,在寒冷环境下驾驶对安全性确有负面影响。大众ID.4的解决方案是提供热泵空调,在保证舒适温度的同时,降低了空调系统能耗。
目前,大部分电动车采用PTC元件来实现空调制热功能,其原理是电流生热,能耗水平非常高。针对这组矛盾,热泵空调应运而生,利用膨胀阀和制冷剂来实现热量搬运。比起PTC空调,热泵空调的制热效果和能耗表现有明显优势,但制冷性能带有待提高。
对于北方用户而言,热泵空调是一项非常实用的配置,既能提升冬季用车舒适性,又可以保证续航里程。作为参考,在欧洲有近50%的ID.3和ID.4车主选装了热泵空调。一汽-大众ID.4CROZZ和上汽大众ID.4X均提供价值9000元的冬季包,选装包内最主要的配置便是热泵空调。
研发热泵空调,选择制冷剂是一项重要工程,这关系到调温效果、环保法规等多重因素。大众曾使用e-up!进行低温制热测试,在-7℃环境下,PTC空调对应的WLTP续航里程为222km,R1234yf(四氟丙烯)热泵空调对应的续航里程为260km。配备R744(二氧化碳)热泵空调后,e-up!的续航里程增至285km,较PTC空调增加了28%。此外,R744比R134a和R1234yf等传统制冷剂更为环保,做到了完全无毒,无需考虑回收问题。
大众对温度舒适性和安全性的关注由来已久,多年前问世的e-Golf便使用了热泵空调。但此热泵非彼热泵,随着MEB平台的问世,大众对热泵空调进行了全面升级。新热泵的最大变化是制冷剂改为R744,其主要成分为二氧化碳。
R744热泵具备8个电磁阀装置,包括5个截止阀和3个膨胀阀。通过8个电磁阀不同的组合工作方式,热泵可以实现4种制冷模式和3种加热模式场景的切换,不仅能够调节车内温度,还可实现电池热管理。
值得一提的是,选装热泵空调后,ID.4依然配有传统的PTC高压加热器。在极低温情况下,R744热泵可与PTC共同工作,尽快提高车内温度。随车内温度的提升,PTC会逐渐降低加热功率,最终由热泵系统完全接手,策略类似于解耦制动系统(能量回收机械制动)。
ID.4的热泵空调配有两套滤芯,外部空气经过一级普通滤芯过滤后,再经过二级活性炭滤芯过滤。通过上述设计,活性炭滤芯的更换频率有效降低,这对空调维护成本是个好消息。
编辑点评:肩负"人民的汽车"之名,大众向来以务实著称,其产品研发从不囿于某种特定形式。曾有人质疑鼓刹的性能,但事实是MEB的后轮鼓式制动器几乎没有改变驾驶体验,却可提供明显更优的耐久性,降低了后期用车成本。热泵空调并非新事物,但最难得的是,享受温暖和长续航的代价并不高昂,这要归功于大众强大的上游议价能力。