梅赛德斯-AMG 的一级方程式混合动力技术如何应用​​于公路车

2009 年匈牙利大奖赛上，梅赛德斯-AMG 马石油车队凭借车手刘易斯·汉密尔顿的出色表现，赢得了一级方程式混合动力时代的首场胜利。早期的系统依靠分立电池组和电力电子模块，将能量传送到 60 千瓦的电动辅助马达并从中回收。梅赛德斯-AMG 高性能动力系统总经理安迪·考威尔在 F1 车队发布的一段视频中表示，这也为 2013 年强大的梅赛德斯-奔驰 SLS AMG Coupe Electric Drive 奠定了基础。

一级方程式赛车将这些系统称为“动能回收系统”或“KERS”。考威尔说：“今天我们称之为‘再生制动系统’，回收赛车的废能。赛车的质量和速度，通过电动机回收这些能量，在电力电子设备中转换能量并储存在能量储存器的电池中，然后在赛车加速时使用这些能量推动赛车。”

虽然混合动力量产车型力求提高燃油效率，但实际使用的技术是一样的。“在赛车运动中，我们利用技术提高速度，在公路车领域，我们利用技术以相同的燃油行驶更远，”他解释道。

赛车运动领域也以其永不停歇的开发速度而闻名，梅赛德斯自成立以来就取得了令人瞩目的技术进步。2007 年首次测试的原型系统更大更重，重达 236 磅。两年后，当汉密尔顿赢得匈牙利大奖赛时，比赛系统的重量已减至 55.8 磅，系统效率从 39% 提高到 70%。

“两年后的 2011 年，我们把这两个单元组合成一个盒子，里面有能量存储系统、控制电子设备和管理它的计算设备，”考威尔解释道。

真正的进步是在几年后。“2014 年，它进化成了一个稍大一点的盒子，但里面的能量储存量增加了一倍，输出功率增加了三倍，配备了两个逆变器，处理能力也显著增强，”他说。

如今，包含电池的模块重量仅为 44 磅，这是 F1 规则允许的最轻重量。电池单元的能量密度提高了 12 倍，使电池组能够提供 200 kW 的增压，同时效率也上升到了 96%。

整个系统电压的提高推动了这些改进。“在相同功率下，电压越高，电流越低，”考威尔说。

就像汽车外部的空气阻力随着车速的平方而增加一样，动力传动系统内的电气损耗也会随着系统中电流的增加而增加。

这就是为什么今天的赛车运行电压略低于 1,000 伏，并已制定出量产车型可以遵循的路线。“这也是公路车世界正在经历的旅程，”考威尔说。“许多当前系统运行电压为 400 伏。几年后，我们将看到它们升至 800 伏，然后接近千伏大关。”

因此，尽管有时很难看出一级方程式赛道上飞驰的赛车和高效的通勤汽车之间的联系，但考威尔坚持认为这种联系是存在的。“一级方程式赛车的所有开发工作确实有助于促进公路汽车世界的学习之旅，”他说。