电动方程式赛车如何引领捷豹电动汽车的未来

捷豹有一个雄心勃勃的愿景，即到 2025 年推出一系列全新电动车型，实现全电动汽车化。到 2030 年，该品牌计划推出全系列电动车型。捷豹加入了其他汽车制造商的行列，竞相开发零排放汽车以应对气候变化。而且，在赛道上，这个奢侈品牌已经开始展示其电动实力。

尽管捷豹在 21 世纪初曾拥有一支一级方程式车队几年，但它在 2004 年之后就停止了活动，没有参加任何赛车活动。它于 2016 年通过一项名为 Formula E 的全新全电动锦标赛回归。

捷豹赛车运动研究创新经理杰克·兰伯特 (Jack Lambert) 告诉PopSci ：“这是一个非常不成熟的系列赛，但它有能力、有潜力发展壮大。”当锦标赛推出时，市场才刚刚开始接受电动汽车。“随着技术从第一代发展到第二代，现在又发展到第三代，道路相关性也随之发展。”

随着夏季的结束，捷豹即将结束其在电动方程式赛车的第九个赛季。兰伯特指出，自第一场比赛以来，电动汽车技术发展迅速，改变了比赛的面貌。明年，该公司预计将在比赛中部署快速充电系统，这将对该技术进行测试。“我可以想象，在未来两三个赛季里，我们将看到电动方程式赛车的纯加速能力能够与一级方程式赛车相媲美，”他说。“我们正在迎头赶上。”

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在第一代赛车比赛的早期阶段，电池技术还不够先进，车队必须使用两辆赛车来完成大约 30 英里的比赛。“我们会看到这些非常戏剧性的进站，车手会在赛车还在行驶时进站并跳出赛车，然后尝试跳入另一辆充满电的赛车，”兰伯特说。他说，仅仅六个赛季之后，捷豹的 500 马力电动汽车就拥有了可以持续整场 50 分钟比赛的电池。此外，这些汽车可以通过再生制动吸收 600 千瓦的电力，这是一种电动汽车的奇特功能，可以将制动产生的动能转化为给电池充电的电能。

一级方程式赛车 VS 电动方程式赛车

表面上看，一级方程式赛车和电动方程式赛车可能很相似，但本质上却截然不同。一级方程式赛车被称为车队系列赛。每支车队都必须设计和制造赛车的每个部件，并考虑底盘如何与空气动力学、动力装置、制动技术以及赛车的所有其他系统配合使用。

另一方面，电动方程式赛车是制造商系列赛，这意味着每辆车的大部分部件都是相同的。“我们只在汽车的某些领域进行独特的开发，这些领域在技术上受国际汽车联合会 (FIA) 监管。对于电动方程式赛车来说，一切都集中在动力系统和电动汽车相关技术上，”兰伯特说。捷豹的工程师必须弄清楚如何从电池中获取电力，并以最有效的方式将其传送到车轮上。他们关注的重点是逆变器、电机和电池。

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电动方程式赛车的运行方式与所有电动汽车相同。电池储存了大量化学能，这些化学能需要在轮胎处转化为动能。“具体方法是通过逆变器将车轮产生的能量以电压和直流电的形式获取。”兰伯特解释道。逆变器使用多种开关方法将直流电转换为交流电，以振荡正弦波的形式呈现。电机内含磁铁，会产生磁场。当振荡电流与转子磁场相互作用时，会产生扭矩，该扭矩会传递到变速箱，最终驱动轴和轮胎。

比赛转入公路

当捷豹团队考虑将赛车技术转移到公路车上时，他们不会关注任何特定的部件。赛车的硬件与任何公路消费汽车都有很大不同。他们更关注的是解决大局问题的系统工程方法，例如如何以最有效的方式将电池中的电力输送到轮胎。

“赛车中的高效动力系统让我们能够跑得更快，更快地完成比赛距离，但实际上，同样的技术应用于公路上可以让消费级电动汽车在一次充电后行驶更远，”兰伯特解释道。“有很多不同的方法和很多不同的技术可以实现这一点。”

一个很好的例子是他们与半导体公司 Wolfspeed 合作研发的碳化硅技术，这种材料自 2017 年以来一直用于捷豹的赛车逆变器。这些类型的逆变器可以扩大电动汽车的整体续航里程，“但当时它并不适合市场​​，因为它还处于成熟初期，而且价格昂贵，”Lambert 说。“现在你看到的是汽车行业正在迎头赶上。因此，未来你在路上看到的所有汽车，尤其是豪华车，其逆变器中都会有碳化硅。”

通过比赛，捷豹还可以观察其技术的表现，并收集与加速和电池使用等性能指标相关的数据。就像在 F1 赛车中一样，数据是团队的强大工具。

电动方程式赛车的设计经过了两个赛季的检查和锁定。这意味着一旦赛车监管机构批准了赛车设计，车队就不能再对其进行修改。捷豹的工程师和开发人员可以在休赛期调整他们的软件。捷豹与 IT 公司塔塔咨询服务公司合作，正在构建分析平台来处理和处理比赛过程中产生的所有数据（每周末 3 TB）。经过比赛测试，该软件的功能有朝一日可能会帮助道路上的智能或自动驾驶汽车。

很多时候，当捷豹团队看到一款新的电动汽车创新时，他们会注意到它并不是完全为消费汽车开发的，但它可以应用于赛车。“这成为了一个早期创新试验台，”兰伯特说。“我们可以快速将其转化为概念验证并将其应用于赛车，而不是让某样东西停留在虚拟空间和研究中两年。”