設(shè)計解讀:弱雞電動車的前期探索
【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】電動汽車絕非“新能源汽車”,畢竟從內(nèi)燃機汽車發(fā)明再往前推半個世紀,電動汽車已經(jīng)開始在馬路上逛著了,但在底特律汽油車的成本攻勢之下,續(xù)航弱雞的電動汽車在一個世紀之前慘遭汽油車全面攻占市場份額,并在上世紀30年代左右?guī)缀踅^跡。
電動汽車每時每刻都在盤算著“復(fù)辟大業(yè)”,期間出現(xiàn)過很多奇葩的玩意,我們不妨找一些出來逗樂逗樂。本文只聊二戰(zhàn)之后到2000年的弱雞電動車,而2000年后因為鋰離子電池開始引入,電動車發(fā)展進入第二次井噴期,前途一片光明,真的不好黑。
下文提到各式各樣的弱雞電動車并是我們恥笑的對象,它們是真正的探路先驅(qū)者。
日本1945年戰(zhàn)敗之后,太上皇麥克阿瑟接管了大權(quán),把日本放在腳底摩擦摩擦,報了小本子當(dāng)年在菲律賓把麥將軍打得屁滾尿流之仇。
為了把日本工業(yè)產(chǎn)能遏制住,別讓他們有復(fù)仇的可能,當(dāng)時美軍不允許日本人正常造汽柴油車。200名立川飛機的員工參與研發(fā)了這款全長3.2米的油改電工業(yè)廢品,最高時速只有34km/h,續(xù)航65km,整備質(zhì)量也就1050kg。
最牛的是,日產(chǎn)Tama可以換電……車底下的鉛酸電池組下方有滑輪組,可以相對輕松地把用光電的電池搬出來,插上滿電的。
雪佛蘭二戰(zhàn)之后第二次嘗試電動汽車的可行性,使用銀鋅電池替代沉重的鉛酸電池,能量密度是后者的三倍。知曉雪佛蘭Corvair家族的朋友一定很清楚,Electric + Corvair = Electrovair,這妥妥的是一臺油改電。
通用把兩組532V銀鋅電池包分別塞進長長的引擎艙和尾廂里面,電機放在后面,但只有115馬力,極速倒是可以達到128km/h,但續(xù)航到頂了128km左右。
《時代》雜志毫不客氣地將雪佛蘭Electrovair II概念車評為史上最垃圾的50款汽車之一。通用并沒打算拿這廢物去量產(chǎn),畢竟60年代的油價比可樂便宜多了,石油危機來臨還有好幾年了。
當(dāng)時美國國會開始考慮減少對石油進口業(yè)務(wù)的依賴,畢竟美蘇要干仗的時候,海運很容易被封鎖。傳說中AMC(美國汽車公司)預(yù)測了幾年后會有一場石油危機,所以提前設(shè)計了一款造型像Q版蘭博基尼楔形車身的電動車,命名為Amitron。
這臺車雖然一看就覺得續(xù)航很弱雞,但它居然可以裝在3名成年人,容量22.5kWh,續(xù)航長達240km,一點不輸宏光MINI EV。這造型,放到2021年看都覺得前衛(wèi),簡直是60年代的宏光MINI EV PLUS。
更牛的是,這臺僅重500kg的老破小Amitron還配備了動能回收技術(shù),放在半個世紀之前可是地外科技,這也是美國汽車工業(yè)史上第一組動能回收裝備。
實際上,AMC Amitron擁有了21世紀電動車所必須的多數(shù)元素——輕量化車身、空氣動力學(xué)造型、前衛(wèi)造型、低電耗與合理的續(xù)航,但就是無法成功。它欠缺的可能是幾場石油危機……
這次日產(chǎn)拿出來一臺只有7匹馬力的后驅(qū)電動車,全長2.4米,軸距1.5m,把它當(dāng)成電動版的smart fortwo用就行。
雖然使用的依然是鉛酸電池,但這臺車裝備了動能回收系統(tǒng),在當(dāng)年頗為先進。
1972慕尼黑奧運會,是千年奧運會進入現(xiàn)代進程以來最為盛大的一屆。為了向全球觀眾展示巴伐利亞工業(yè)的前瞻視角與環(huán)保意識,寶馬品牌首次“觸電”,打造出一款純電驅(qū)動的轎車協(xié)助賽事組委會日常工作。
輕量化車身設(shè)計的寶馬02系列成為最佳的“油改電”平臺,12組12V電壓平臺的瓦爾塔鉛蓄電池被引入車內(nèi),動力單元改為博世32 kW直流電動機,這個動力組合足以讓寶馬1602 Electric電動車完成全程馬拉松的引導(dǎo)工作——實際上它也這么做了,且順利完成。
日產(chǎn)在70年代推出過兩款電動皮卡,分別叫EV4-P和EV4-H,用了玻璃鋼(GFRP纖維強化塑料)做輕量化車身,部分材質(zhì)用了鋁。
EV4-P與EV4-H的不同之處在于,P用的純電動結(jié)構(gòu),搭載鉛酸電池,續(xù)航長達302km(這是一個很神奇的成績);H用了混動結(jié)構(gòu),搭載鋅氧電池和鉛酸電池,后者直接在滿油滿電的狀態(tài)下可以行使496km,是當(dāng)時的世界記錄。
跟20多年前的日產(chǎn)Tama一樣,EV4-P采用了可換電結(jié)構(gòu)。
總是覺得這輩子都買不起Zagato的朋友不要自暴自棄啦,這臺后置后驅(qū)的Zagato Zele可以滿足大家的心愿。
1974-1976年間,這臺沒頭沒尾的小破車生產(chǎn)了500臺,底盤和懸架源自菲亞特500,所以嚴格意義上說這也是一臺油改電。
這臺車用的是玻璃纖維車身,也就是東山湖公園20塊一次游船的那種破材質(zhì),這么輕所以可以跑到48km/h極速,但因為電池容量實在太小了,最多也就能跑80km就歇菜。比較牛的是,這破玩意居然有6個前進擋,所以這是一臺6MT的純電動車。
這臺車又簡稱為沃爾沃EC,只有兩個座位,但裝貨空間還不錯,而且還有側(cè)滑門。你看那小輪轂,比米其林三星法餐裝一口牛肉的瓷盤子還小。
全車長只有2680mm,13匹馬力,極速“高達”70km/h,這構(gòu)造/這動力/這空間/這品控放在今天,就是德州特產(chǎn)電動老頭樂的水平。
1981年開始,寶馬開啟了引入新型電池的項目,并在1987年將一臺E30世代的3系(也即是二代3系)改造成325iX電動車。
寶馬325iX電動版搭載ABB提供的鈉硫電池,22kWh電池容量很有競爭力,續(xù)航達到150km,相當(dāng)于我國2012年前后所造電動車的平均水平,而寶馬領(lǐng)先了二十多年。
誠然,以上都是先期的技術(shù)探索,要造一臺真正能量產(chǎn)并實現(xiàn)實用化的電動車,必須從零開始設(shè)計車體結(jié)構(gòu)。因為汽柴油汽車的車體結(jié)構(gòu),其輕量化潛力非常有限,況且汽柴油車的動力布局與電動車是完成不同的,機械結(jié)構(gòu)上的不兼容是無法在后期完美解決,在當(dāng)時的動力電池技術(shù)歷史背景下,汽柴油車改電動車沒前途。
改變游戲規(guī)則的是寶馬技術(shù)公司(BMW Technik GmbH),這個1985年成立的神秘部門研發(fā)了數(shù)不盡的開腦洞設(shè)計,比如專為電驅(qū)系統(tǒng)打造的Z11(E1)純電動車、鋁合金車身的的Z13、越野敞篷設(shè)計的Z18、開輪設(shè)計的Z21、采用碳纖維車身的Z22等等。
眼尖的朋友或許已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了,1991年的寶馬E1與2013年的寶馬i3怎么有點相像?
實際上,它們都為了解決一個問題,就是“電池應(yīng)該放在哪里的問題”。
內(nèi)燃機技術(shù)比動力電池技術(shù)成熟很多,一臺大馬力2.0T-3.0T汽油機可以降低到200kg以內(nèi),但動力電池很難做到如此。把動力電池放到哪里呢?
1、放到傳統(tǒng)發(fā)動機艙或者尾廂?不行,那是潰縮區(qū),安全上不允許。
2、放到車底下?可以,但車內(nèi)地臺會因此提升很多,這時候只能造一臺MPV或者SUV才能保證成員舒適性,不然就會像現(xiàn)在滿大街跑的滴滴那樣坐起來特別惡心,全程如蹲小板凳。
3、放在車底,且挖空前后排乘員的腳步置放處?可以,但不規(guī)則的電池很難布局,這種方案的目前仍有車企在探索。
4、放在傳統(tǒng)變速箱的位置(鞍座)?可以,后來的寶馬i8就是這樣子做的。
E1選擇了方案2,差不多三十年后的今天我們回看,會發(fā)現(xiàn)寶馬選擇了一種成功率最高的明智方案。
麻煩的是,動力電池的容積密度遠遠低于內(nèi)燃機,而寶馬采用了小車身+小電池的策略,摒棄了多數(shù)廠商“面不夠加水、水不夠加面”的方式。E1的動力電池只有200kg,放在后排座椅下方的安全框架中,電動機與減速器集成在后橋,極速120km/h,續(xù)航里程為160kg,慢充6小時,快充2小時。這些數(shù)據(jù)放到今天來看,已經(jīng)能滿足基礎(chǔ)的城市通勤。
說了這么多電池,其實E1最大的技術(shù)突破點/理念突破點并非電池,而是專業(yè)的電驅(qū)用途車身。
中國作為一個初級汽車市場,前些年還有好些用戶認為車子應(yīng)該越重越好,起碼越安全。其實只對了一半,我們的確需要堅硬的車身,但只有厲害的車企才可以把車子造得很輕巧。
寶馬E1的車身使用沖壓鋁制材料和可回收塑料打造,前者在90年底是非常前沿的材質(zhì),之前多數(shù)用在航空業(yè);后者是理念極為領(lǐng)先的材質(zhì),同時奠定了i系列的環(huán)?;?。
日產(chǎn)在President JHG50 (1990-2003)的基礎(chǔ)上做了一次很失敗的油改電,主要用作馬拉松比賽領(lǐng)頭車和相撲冠軍巡游。
雖然那一年索尼量產(chǎn)了世界上第一塊商用化鋰離子電池,但距離鋰電池進入動力電池序列還有很長時間,這臺續(xù)航100km、極速40km/h的豪華慢車用的是老舊的鋅電池。
日產(chǎn)實在太多電動車了,沒辦法一一數(shù)清楚,本文中說的都是20世紀里比較有趣的,包括這臺FEV一代目。
這臺FEV非常注重空氣動力學(xué)的造詣,續(xù)航已經(jīng)可以達到250km,極速130km/h一點都不弱雞。
FEV的精髓在快充技術(shù),據(jù)稱0-40%充電僅需6分鐘,0-100%充電僅需15分鐘,但僅僅局限于實驗室階段,根本無法量產(chǎn)。
菲亞特在設(shè)計丑車子業(yè)務(wù)上有著不可替代的天賦,包括這臺像Multipla微縮版的電動車。毫無疑問,又是三座設(shè)計,不過這次是錯開的,跟邁凱倫F1有得一比。
鈉硫電池提供了動力,驅(qū)動9.5馬力的后置電機,塑料車身構(gòu)造,因此整備質(zhì)量僅有700kg,極速100km,續(xù)航里程高達300km,比宏光MINI EV強了不少。
日產(chǎn)之前還弄過一些太陽能光伏板的電動車,這種車子是完全不考慮操控的,把車身弄得老長,主要為了攤開光伏板來充電,所以這臺Sun Favor幾乎有6米長,還差40mm就要上黃牌了(滑稽)。
因為完全不考慮實用性,所以車身弄出一個0.11Cd的低阻造型,坐進去一個人,用這150kg整備質(zhì)量(意味著沒什么安全防護)的車子跑到極速120km/h。
雪鐵龍在1993年出了一臺AX油改電,一直生產(chǎn)到1996年,共計造出了374臺純電AX。
所有低壓電氣裝備都由鉛酸12V供電,高壓部分則是鎳鎘電池供電,續(xù)航也就80km(這還是裝了動能回收之后),不過極速可以達到91km/h,在那個年代算是很了不起了。
更牛的是,雪鐵龍AX油改電還裝備了液冷裝置,而且還有額外的燃油供熱系統(tǒng),類似威馬之前推出的單缸柴油機電池加熱系統(tǒng),在高緯度地區(qū)很好用。真的不要覺得巴黎暖和總是春暖花開的模樣,巴黎緯度48°,相當(dāng)于中國呼倫貝爾大興安嶺那邊……
蘇聯(lián)解體之后,VAZ繼續(xù)研發(fā)了一臺電動車,基礎(chǔ)車型是1152,屬于油改電。
VAZ 1152 Elf用鎳鎘電池供電,極速90km/h,但續(xù)航只有110km。俄羅斯這么一個高緯度國家,低溫是常態(tài),而且還是個油氣資源大國,本身就沒啥設(shè)計制造電動車的需求,況且俄羅斯國境面積實在太大了,這種小短腿只能在城市里面晃悠,低溫下續(xù)航打個五折算是給面子的了。
對了我給忘了一件事,這貨到哪充電啊……
雪鐵龍AX油改電有個雙胞胎叫標致106油改電,整備質(zhì)量只有1090kg,20kW直流電機動力強勁,續(xù)航長達101km,極速96km/h,充電速度就一般了,3kW車載充電器。
作為西歐傳統(tǒng)強國,法國的城市化進程發(fā)展得比較早,基建設(shè)施非常完善,城市范圍卻不算很大,而且不像德國那樣一上來就無限速Autobahn,對于小型電動車而言簡直就是溫室沃土,所以法國PSA和雷諾相繼推出了不少電動化產(chǎn)品。雖然在中國市場沒有回響,但在歐洲本土市場還是很有競爭力的。
筆者一開始沒想透什么是Tulip,結(jié)果查到TULIP代表“Transport Urbain Libre Inpiduel and Public”(公共和個人城市交通)……
這是PSA在90年代整出來的一種類似我們德州特產(chǎn)老年代步車的電動產(chǎn)品,車內(nèi)盲區(qū)超級小,四周共計326°全景,缺點的車殼脆得跟樂事薯片似的。
你以為這臺“下坡急剎會翻車”的玩意很慢?額,似的,法國人除了投降快之外,其他都是慢吞吞的(每日乳法1/1),所以它僅能跑到75km/h極速。
因為法國國民基礎(chǔ)教育做得實在太好,所以不會有人買這玩意,PSA就把它租給用戶,續(xù)航60km能做的就是市區(qū)代步。但不要以為Tulip就是工業(yè)垃圾,這臺不起眼的車子居然用的是無線充電裝置,停在自動補電泊位上4個小時,就能從虧電充到滿電。
說了這么多弱雞電動車,最后以一臺不弱雞的結(jié)尾吧。這輛名為La Jamais Contente的電動車產(chǎn)自1899年,大清都還沒亡的年份,法國人就用200V高壓系統(tǒng)驅(qū)動68PS電機,把這顆魚雷推進到100km/h世界紀錄榜單上。
在那個年代,汽油車還慢得跟蝸牛似的,電動車才是未來之光。
直至,美國底特律突然就崛起了。
(圖/文/攝:太平洋汽車網(wǎng) 黃恒樂)
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