首页>新车 > 新能源 > 正文

从“迷你四驱车”看当下纯电动技术发展大趋势

来源:中国汽车新闻网 | 2019-12-03 09:57:07
GBA游戏机、铁胆火车侠、迷你四驱车,可谁承想这些儿时的回忆,却被贴上“情怀”标签身份倍增。

中国汽车新闻网讯 网购凑单绝对是一门高深的学问,凑着凑着就买了一堆不需要的东西。就在双十一凑单期间,无意中翻到儿时的玩具,GBA游戏机、铁胆火车侠、迷你四驱车,可谁承想这些儿时的回忆,却被贴上“情怀”标签身份倍增。可当看到它时,毫不犹豫的选择下单,心心念盼望着能早点送达。

当年20块钱一盒的“正品”奥迪双钻,按照说明书研究半个小时,安装好电池约上小伙伴,不到几分钟就会被撞的七零八落。直到后来才觉察,当年能买得起的“奥迪”双钻,并非伙伴而是仿制品。

实际上,价格便宜的奥迪双钻,虽占据主要市场,但田宫双星才是迷你四驱车真正的发明者。当年经营木材生意的田宫义雄,只是利用边角料制作模型。可日本战后木材短缺,随后田宫义雄将木制模型作为主业,并逐渐转为塑料并逐渐成为著名模型制造商。

最初的启蒙老师

“冲啊!冲锋战神!”,《四驱兄弟》这几乎是每一个90后男孩,儿时必看的四驱车类型动漫,但拿着木导棍追着赛车的《四驱小子》,才是首部以迷你四驱车题材的动漫。

当年的《七龙珠》《机械猫》《四驱兄弟》《头文字D》,众多日本动漫不仅是儿时的重要回忆,时至今日小到模型手办,大到为Dream car奋斗 ,依然在潜移默化的影响着我们。

相比《四驱兄弟》,第二部世界杯大赛期间疯狂叠加各种未来科技。早期上映的《四驱小子》,似乎与我们手中的真实版迷你四驱车更加贴近。迷你四驱车需要包括电机、底盘、传动、轮胎、壳体等不同部分组成,后期还可以根据需求进行改装,当年的四驱车热潮除了玩具本身,也成为众多汽车爱好者的启蒙老师。

小时候常见的迷你四驱车,基本上只能使用单头马达,奥迪双钻或者其他仿制品牌,基本上只有S2和FM底盘两种。田宮在四驱车底盘方面,研发了多种类型,并有不同的性能取向。此外,田宫在后期还推出了匹配双头马达的中置电机布局。

一部迷你四驱车由外壳、底盘、动力、轮胎、电池、贴画等不同部分构成,看似复杂,但基本上是所有拼接类模型中最简单的。曾经有幸参观过小号手军事模型的生产基地,仅仅是一个坦克履带就需要数天的大工程,也因此不少人手中的军事模型仍在“烂尾”期。

一般迷你四驱车提供的模型壳体,只会提供单一主色,便于玩家后期自行DIY。当然也可以通过玩具内,提供的贴画进行粘贴。虽然说明书中有详细的粘贴步骤,但绝大多数人基本只会参考封面进行粘贴。而在小时候这基本上就是最难的一步,也是最耗时还弄不好的步骤。

小时候最常见的S1底盘,几乎是占据了奥迪双钻大部分产品序列。最容易碰裂的也是S1底盘,这种底盘结构会将马达后置,并通过车侧传动轴实现四轮驱动。还有一种前置马达的FM底盘也较为常见,当年的巨无霸便是基于此底盘打造的,基本上驱动结构与S1相反,所以当年安装这两种底盘,几乎不用参考说明书。

田宫在研发迷你四驱车底盘时,会参考主流汽车驱动类型,并会针对碰撞、风阻、散热、阻力、快速拆装等等方面进行研发。2005年田宫推出的MS底盘,搭载双头马达。在驱动结构上以中置双头电机为核心,通过前后底盘之上的齿轮组,组成特殊的四驱结构,明显提高了电机传动效率。

如今常见的民用纯电动车,与当年的迷你四驱车驱动类型基本一致。普遍前置、后置为主,高性能车型或SUV车型普遍采用前后双电机布局。MS底盘这种中置四驱类型,目前并没有任何一家车企采用。

当年常见的驱动马达,以单头马达为主,除了为玩具提供动能之外,还有很广泛的应用。小型驱动马达,主要以外壳主体、内置轴心、铜线、磁铁、电刷、后盖、滚珠轴承组合而成,结构原理与车规级驱动电机基本类似。

原厂配送的马达,在后期都会被更换,田宫不仅研发新车与底盘,同时还在推出不同改装件,马达便是重中之重。在《四驱兄弟》中,星马列与星马豪针对不同的性能需求,就采用了完全不同的马达类型。

马达作为提升性能的重要改装项目,改装方式主要有两种,一种是直接购买原厂改装件,一种是自行DIY。提升性能的本质主要是提升马达转速,或提升扭矩。提升转速之后,便会提升加速性能。在此基础之上,更换马达内壁的磁铁磁力,会进一步提升马达的扭矩。

从玩具看当下纯电动技术发展

迷你四驱车的基础理论,同样适用于纯电动乘用车。迷你四驱车使用的S1与FM底盘驱动机构,是纯电动车目前主流的驱动形势,尤其是电机前置的驱动布局。对于电动车而言,实现四轮驱动,并不需要任何传动机构,而是分别在前后轴布局电驱动系统即可。

布局前后电机包括特斯拉、比亚迪早有类似应用。不过特斯拉从Modle 3开始配备前永磁同步+后异步电机的组合搭配,这种动力组合可以兼顾性能与电耗,将鱼与熊掌同时兼得。同样采用这种动力搭配的蔚来ES6,如今已经携手Modle 3,成为国内纯电动中型车的代表车型。

当年的迷你四驱车,在放手的一瞬间,几乎都是前段加速迅猛,后段维持或衰弱。如今这一弊病也是纯电动车型尚待解决的难题之一。针对电动机加速、衰减、能耗等特性,目前主要有两种方式解决。第一类似保时捷Taycan在后桥配备一个两速变速箱,在不同阶段采用不同齿轮比,调节改善动力分配。第二种就是通用混动系统内置多组电机,合理分配应对不同工作区间。

无论是单头马达,还是双头马达,通电后内置转子,都会产生一个较大的离心力,因此需要固定壳体,将其卡在底盘之上。此外,马达在运转期间,还会产生高频电流噪音,在玩具上可以接受,但在纯电动车型之上,厂家一般都会通过增加电机隔音罩,阻断电流噪音传递至车内。

更换高性能马达之后,普通的南孚、超霸、双鹿电池,无法发挥马达全部性能。因此需要配备高电流、高电压电池。对于纯电动车而言,动力电池的重要性则更为重要,包括成本、续航、安全、性能,动力电池的好坏决定了一辆纯电动车的终端销量。如今随着电池技术的突破,续航能力在不断攀升,而提高续航后包括BMS管理系统、主动温度管理系统、内部安全处理机制,均会需要整体提高。

当然对于纯电动车而言,高电压、大电流同样是提升加速性能的基础,因此动力电池包内部的电池模组,需要进行串并联提高内部电压。此外,除动力电池本身,也可以通过外部“助力”。例如比亚迪的IGBT芯片,IGBT芯片的作用就是提高电流输出,降低综合损耗。一方面提升车辆综合性能能力,另一方面降低车辆行驶能耗。

组装单头马达特别需要注意马达外侧的电刷连接处,而MS底盘则十分方便,其导铜导片外露内铺在底盘之上,安装十分方便。更换更强导电性能的电导片,也是当年提升动力性能的重点项目。

如今在纯电动车之上,也是如此。纯电动车内置的橙色包裹线路,便是内置高压传导线。通过提升导线性能,便可降低整车内阻降低能耗。国内还有众多车企,通过集成式设计,尽量减少内置导线,从而缩短电能损耗。当然,还有偏爱提升整车电压,换装更细电缆的轻量化减重方式。

天皇巨星采用的MS底盘,相比S1和FM底盘,最大的优势在于传动效率,以及结构重心。双头马达直接驱动前后轴,结构简单高效,动能损失较小。而将驱动系统与电池同时中置布局,可以明显提高车辆稳定性,在比赛中尽可能降低“飞车”风险。

尽管纯电动车型很少有将电机中置布局的车型,但将动力电池布局在轴距之间,基本上已经是主流方式。一些充分考量人机工程的车型,还会特意预留出车内腿部空间,尽可能降低动力电池对乘员舱的影响。

MS底盘在底部配有有电池、电机散热镂空设计,按照纯电动车型说法,这应该属于被动风冷散热方式。目前,纯电动主流车型配备的主动智能温控系统的车型,在销售覆盖范围、安全保障、性能保障等方面,明显要好于动力电池被动风冷车型。

儿时为赢一众小伙伴,摸索研究如何提升迷你四驱车速度,却逐渐意识到何为牵一发而动全身,追求全面的平衡,才能真正赢得比赛。尽管纯电动车结构、技术、系统更加复杂,但当年的基础理论,同样适用于当下。

 

相关热词搜索:

上一篇:光束汽车:长城走向国际与宝马走进中国
下一篇:为什么2025年成多数车企全系电动化的节点