一个时代的终结 解读奔驰AMG电气化动力

听风暖 2021-04-10 12:38:13

前段时间,奔驰全新C级车型的发布赚足了眼球,其内饰设计获得了大部分网友的认可,延续强势的市场表现看来不成问题。不过,期待全新C级AMG版本的朋友恐怕就要大失所望了,新款车型AMG C 63e以一台2.0T直列四缸发动机取代了现款车型上的4.0T V8发动机。虽然插电混动系统的加持让新车的动力参数不至于下降,但是气缸数量和排量减半带来的心理落差是参数难以弥补的。奔驰为何要做如此大胆的决定?在电气化时代,奔驰AMG要如何续写传奇?

一个时代的终结 解读奔驰AMG电气化动力

在多数车迷的印象中,奔驰AMG是以强劲的发动机著称的。“一人一机”带来的不仅是尊崇感,更有实打实的强大扭矩。和宝马M Power相比,奔驰AMG车型往往受限于车重和变速箱导致操控和圈速表现并不突出(当然,现在奔驰AMG已经用一系列AMG GT车型证明了这只是选择问题,而不是能力问题),但动力绝不落下风。


但是随着排放法规日益严格,大排量发动机正在逐渐走向消亡。全新C级在设计时就注定与大排量发动机无缘,因为它的机舱无法容纳V8和L6发动机,而奔驰目前又没有V6发动机,所以全新C级车型(包括AMG C 63e)都只能搭载2.0T L4发动机。在汽车发展史上,这很可能成为一个标志性的事件,代表了燃油车时代的终结。


气缸和排量无奈减少了,但是AMG的马力和扭矩是不能降低的。为了让搭载2.0T L4发动机的全新AMG C 63e能够超越搭载4.0T V8发动机的现款车型,奔驰推出了AMG E PERFORMANCE技术。AMG E PERFORMANCE是电气化的动力技术,既包含插电混动技术,也包含纯电动技术。未来的AMG车型将全面电气化。

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其实在民用车全面电气化之前,赛车早已实现了电气化。代表汽车行业最高水平的F1赛车和WEC LMP1赛车(勒芒赛车)都搭载了混合动力,KERS和MGU电机改变了赛车的动力系统,也改变了车手的策略。在电气化的F1时代,奔驰是最大的赢家,梅赛德斯-AMG F1车队在2014-2020年获得创纪录的7连冠。


在此期间,奔驰也致力于把赛道上的电气化技术和经验应用到街道上。他们的第一个作品是AMG Project ONE:一台移植了F1赛车动力系统的超级跑车。


在AMG Project ONE的超跑外壳之下,是来自F1赛车的1.6T V6发动机。在发动机结构当中还集成了2台电机:MGU-K和MGU-H,前者用于回收刹车动能,后者用于回收废气热能。和F1赛车不同的是它在前轴处还有两台电机可以为车辆提供额外的动力。另外,它的电池容量也比F1赛车更大,并增加了充电接口。

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AMG Project One的性能毋容置疑,但是这款车限量275辆,有钱也很难买到,而且发动机的寿命仅有5万公里。为了实现AMG车型的全面电气化,奔驰下一步将把AMG Project One的技术应用到普通的AMG车型上。


AMG Project One从F1赛车上获得了混动科技,它也将把电动涡轮技术和电池技术传授给更多的AMG车型。


近日,奔驰正式发布了AMG E PERFORMANCE技术,我们也得以一窥AMG的未来。


此次发布的AMG E PERFORMANCE技术包含两套动力总成,其中一套就是全新AMG C 63e将搭载的插电混动系统,主要包括代号为M139的2.0T发动机、位于后轴的电机和高性能电池组。和AMG A45上的那台同型号发动机有所不同,这一台M139发动机改为纵置布局,并配备了电动涡轮增压器,其性能有了不小的提升。

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针对尺寸更大、对动力需求更高的车型,奔驰还准备了基于代号为M177的4.0T V8发动机打造的插电混动系统,毕竟大部分车迷还无法接受旗舰车型搭载2.0T发动机。


奔驰AMG电气化的策略并不新鲜,其中成败的关键还是在于新的技术能否带来性能的提升。接下来我们就来介绍一下AMG E PERFORMANCE的三项关键技术:电动涡轮、电机、高性能电池。

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小排量发动机要追求性能必然会配备涡轮增压器。奔驰AMG混动系统中的涡轮增压器比较特别,从图中我们可以看到在涡轮增压器的进气端和排气端之间多了一个电机。同时在涡轮增压器的下方还新增了一个方形的结构,是电机的控制器。这种新型的增压器正是电动涡轮增压器,目前它还没在民用车上普及,却早已是F1赛车的标配。


当F1进入混动时代,如何高效地回收能量为电池充电成为了最大的挑战之一。工程师们一方面利用MGU-K系统回收制动和减速损失的动能,另一方面利用MGU-H系统回收排气损失的热能。MGU-K的核心是一台与发动机曲轴相连的电机,除了回收动能之外,它在加速时还可以输出动力;而MGU-H其实就是电动涡轮增压器。

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传统的涡轮增压器虽然能够提升动力,但是建立压力需要时间,所以存在一定的涡轮迟滞,同时造成动力输出不够线性。另外,涡轮增压器的工作状态完全由排气量决定,无法进行主动调节,因此很多时候效率一般。而电动涡轮增压器利用电机让涡轮的转速尽快提升,动力响应要快很多,另外电机的主动调节作用也可以让效率得到提升。

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奔驰AMG E PERFORMANCE技术采用的电动涡轮增压器来自知名大厂Garrett盖瑞特,其涡轮增压器产品的累计销量已经超过了1亿套。奔驰AMG在去年7月份开始与盖瑞特合作开发电动涡轮增压器,突破性技术包括高达170000rpm的涡轮转速以及达到行业极限的超高速电机。

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这张图是盖瑞特的官方资料,上面的曲线说明电动涡轮增压器能够提升动力响应速度;下面的曲线说明电动涡轮增压器有助于实现LAMBDA 1(当空燃比为14.7时,LAMBDA系数等于1。理论上燃烧室内的空气/燃油比例为14.7时,两者都刚好燃烧耗尽,实现充分燃烧。),能够提升燃油经济性、降低排放。


在AMG E PERFORMANCE技术中,后轴电机是对发动机动力的有效补充。它可以提供150kW(204马力)的最大功率和320Nm的峰值扭矩。

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这套电驱动系统整合了电机、2挡变速箱、LSD限滑差速器,具有较高的集成度。还有一个特别之处在于这套系统采用了同轴布置方案,输出轴、半轴、电机轴在同一轴线上。其中电机轴应该是空心的,外圈的电机轴和内圈的输出轴各自旋转、互不干涉,这样就充分的利用了半轴周围空间,避免了空间浪费。

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对于追求性能的车型来说,为电机加上两挡变速箱是非常必要的,能够兼顾起步加速和最高车速。之前问世的保时捷Taycan有两挡变速箱,奔驰的AMG E PERFORMANCE技术同样为后轴电机增加了2挡变速箱。

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在电气化车型中,电池的重要性毋容置疑。奔驰AMG插电混动车型的电池组容量并不大,仅为6.1kWh,但是它的充放电能力非常强悍。这块电池组的最大输出功率达到了150kW,可以持续10秒钟,而它的持续输出功率也可以达到70kW。这块电池组重89kg,使用交流慢充桩充电。

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它的电芯是与特斯拉类似的圆柱电芯,但是规格暂不清楚是18650还是2170,整个电池组里一共有数百个电芯。

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频繁进行大功率充放电会导致电池温度升高,为了控制电池温度、保证电池安全,奔驰为这个电池组配备了完善的液冷温控系统,其散热能力达到了10kW。


AMG E PERFORMANCE并不仅仅是插电混动技术,在未来还将推出纯电动技术。奔驰AMG的纯电动车型将基于EQ系列车型开发,它们不仅将拥有AMG的外观内饰设计,还将配备AMG的四驱和刹车系统、模拟声浪系统以及高达200kW的充电功率。


编辑点评:欧洲车企正在进行全面的电气化转型,未来的AMG、M Power、Audi Sport应该都将成为电气化车型。虽然这样的现实难免令人有些失望和伤感,但是积极拥抱转型、研发新技术才是正确的做法。奔驰AMG已经率先出招,接下来就看宝马和奥迪了。


来源:爱卡汽车

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