电动化、激光车灯、自动驾驶……来看看BMW关于未来的设想

每年春季举办的BMW未来技术发表大会“Innovation Days”的2014年例会已经结束。前一次的主要内容是新型3缸发动机,而这一次不管怎么说焦点一定是属于电动化技术的应用。

如果谈到BMW的电动化技术,那么不得不提的肯定是作为BMW首款电动汽车(EV)的“i3”和标榜超级运动车的插电式混合动力车(PHEV)“i8”为代表的i系列车型。
但是针对电动化技术应用于i系列之外的车型阵容中,在这次的Innovation Days上也有一款重要的车型被发布。就是在2013年9月举办的“Internationale Automobil-Ausstellung–2013”(简称IAA ,2年举办一次的德国法兰克福车展)上低调发布的新款“X5”的PHEV CONCEPT MODEL“X5 eDrive”。

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外观被装饰起来的“X5 eDrive”原型车

位于法国南部马塞50km左右在一个叫作米拉马斯的小镇上有一个BMW测试场,当驾驶者坐进一辆X5 eDrive,选择只通过电机行驶就可以实现EV驾驶的“MAX e Mode”,踩下踏板在没有听到任何声音的情况下车辆就已经动了起来。最高时速可以达到120km。在模仿米拉马斯一般道路的测试路线上即使只使用电机驱动也没有感觉到有丝毫的延迟。并且来自低速的扭矩非常激烈,回应也相当明显,驾驶起来充满乐趣。但是 “MAX e Mode”的涡轮在驾驶者深踩踏板时也会被立即激活。

除此之外还可以选择只使用汽车发动机驱动的 “Save Battery Mode”和可以根据行驶情况使电机和发动机动力配合输出的“Normal Mode” 。Normal Mode又分为三种模式,分别为功耗最小化的“ECO PRO”和使功耗和行驶性能达到平衡的舒适驾驶的“comfort”以及行驶性能优先的有效利用发动机和电机的“Sports”。

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在测试路线上行驶的“X5 eDrive”

如果是一般公路的话可以选择Normal Mode+comfort模式,如果在是城市中驾驶可以选择通过电机驱动的模式。高速巡航时可以避免不必要的燃料喷射的巡航模式可以应对的最高时速为160km。

最运动的设定也就是Normal Mode+sports模式,在油门踏板踩到底的情况下,瞬间的加速会使身体紧贴椅背,推背感十足。时速0~100km的加速时间可以达到7秒以下。产生最高输出为70KW/最大扭矩为250Nm的电机,如果和ZF(德国ZF公司全名ZF Friedrichshafen AG(弗里德里西港ZF股份公司),德国采埃孚(ZF)集团,简称ZF公司,是当今世界上最重要的传动系统产品专业制造厂家之一。)生产的8段自动变速机相配合的话,可以达到最高输出180KW/最大扭矩为350Nm的排气量2l的直列4缸发动机组合的效果,系统输出达到225KW。驱动方式为4WD。

“X5 eDrive”的发动机组(左)和设置在车辆前方侧面充电接头

“X5 eDrive”的发动机组(左)和设置在车辆前方侧面充电接头

原本以为因搭载了锂电池组而使重量增加会对过弯道产生不利影响,但实际上因为是搭载在后轮车轴上较底的位置,反而使影响变小了。但是X5自身已是重量级车型实际驾驶中并没有感觉到因为重量的增加而对行驶性能产生太大的影响。

搭载的锂电池启动电机和i系列一样都是由SBLiMotive生产的BMW已经实现模块化使用的部件。电池组的控制和冷却系统也同样是在i系列的技术基础上研发出来的。但是因为电池组正好可以放在后背箱底所以导致与普通版X5相比后背箱盖板高出了1.5cm。但这样一样也确保充电线缆等部件可以完美放置。

充电一次可以实现最远30km的EV行驶,但是考虑到高效能化的刹车能量再利用技术今后预计单次EV行驶可以达到70~80km。现在将EV行驶距离设定为30km的原因是:“X5的80%使用者每天行驶的里程都在30km以下”这样一个来自BMW的调查结果。

使用者最为关心的功耗方面,和拥有同样动力性能的“X5 xDrive35i”相比至少可以节约55%,相当于100km只有3.8l的油耗。89g/km的CO2排出量和丰田“PRIUS”的排出量相当。这样大型的SUV车型通过电动化就能达到在2020左右欧盟即将实施的95g/km的二氧化碳排放量限制标准。

“X5 eDrive”和其它的搭载同等动力传动系统的“X5”的系统最高输出和燃油消耗量的比较。和拥有同样动力性能的“X5 xDrive35i”相比至少可以节约55%

“X5 eDrive”和其它的搭载同等动力传动系统的“X5”的系统最高输出和燃油消耗量的比较,和拥有同样动力性能的“X5 xDrive35i”相比至少可以节约55%

原型车现在的驾驶模式是使用者根据需要自行选择适当的驾驶模式,但是将来有可能通过导航系统设定目的地后车辆自动选择与行驶路线相匹配的最适当的驾驶模式。目前这种功能已经在研发当中。这款“X5”的PHEV版车型预定会在2015年年中发售。

扩大零部件的共用性

与前一次的Innovation Days上发布的新发动机系列相比这次在发动机上BMW又有新的进步。最为关注的是排气量为1.5l的3缸发动机,通过基础设计思想的共享开发了4缸和6缸的发动机,当然全部采用共通的“common・architecture”。以1缸相当于500cc为基础,将会出现与缸数相对应排气量的发动机阵容。结果就是排气量不同的发动机之间60%的部件都可以实现共用。

新发动机系列可以适应横向放置和纵向放置两种方式

新发动机系列可以适应横向放置和纵向放置两种方式

另外、相同排气量的汽油发动机和柴油发动机在设计上也有共享的部分,约40%的部件可以通用。也就是说所有的3缸发动机和4缸发动机不管是横向放置还是纵向放置都可以适应。

新发动机系列不再用担心热管理这一点,也非常值得一提。将对热的管理集中于一处,通过安装热交换器来防止从本体热能的外溢,并且集中再利用。举例说,可以使发动机不再冷却。如果有图片或许可以更容易理解,在发动机上用隔热材料完全包裹这样的一种结构。保持发动机处于温热的状态的话,再启动时可以节约1.5%的燃油消耗。通过对高温发动机进行直接包裹,其中的隔热材料的选择和包裹方式都具有一定的技术秘诀。但是BMW在这方面可以说通过改变直接包裹发动机的方法可以将隔热材料的使用量控制到最小限度。

“激光车灯”将成为高级车的必备装备?

另外一点、预定于2014年发售的PHEV“i8”在功能方面使用了全新的激光光源的前灯。在高级车上已经逐渐成为主流的LED头灯作为标准配制的基础上,在日行灯上侧的U字型部分安装了这款激光光源灯。

搭载在“i8”上的“激光车灯”的构造

搭载在“i8”上的“激光车灯”的构造

“激光车灯”模块的外观

“激光车灯”模块的外观

使用荧光磷系材料的激光光源,能够发出强烈的白色光源。激光具有笔直前行的特性,照射的方向也可以充分地调整。与LED头灯的亮度为120勒克斯相比激光灯的亮度达了340勒克斯。用光的量表示光束、LED头灯的100米/W相对激光灯达到了170米/W。光束越高肉眼看到后会感到越亮。

结果是照射出来的光亮可以达到600m远,与LED头灯相比可以确认到更远地方的情况。另外白色被增强的激光车灯的色泽看起来更具未来感。

“激光车灯”和LED车灯的比较图。“i8”使用的激光灯和LED头灯的高光束相组合可以照射到600m米的地方。

“激光车灯”和LED车灯的比较图。“i8”使用的激光灯和LED头灯的高光束相组合可以照射到600m米的地方。

作为BMW的竞争对手Audi公司也在2014年1月举办的“2014 International CES”使用了激光光源的前灯。预定将会在今年6月举办的“勒芒24小时耐力赛”进行首次展示,之后将会搭载到所有销售车型上。使用激光光源的前灯估计今后会成为高级车的必备装备。

让超车更有趣的自动驾驶技术

与戴姆勒奔驰品牌在新款的“S 级”车型上搭载与自动驾驶技术相近的高度驾驶支援系统相比,到目前为止BMW在这种高度驾驶支援系统上的投入方面似乎显得并不积极。
但是在这次的Innovation Days上,BMW发布了“Predictive Drivetrain Management”(动力总成预管系统)的第3代系统。BMW在2013年时发布了基于汽车导航系统的位置信息和行驶路线信息相互联动的第2代系统。第3代系统是在车辆的前后搭载雷达和前置照相机相互联动。结合周边的车辆状况自动完成对动力传动系统的控制,从而使在高速公路上的超车更加容易。

通常情况下、超车的时候需要一边目视和前车之间的距离一边放缓油门,一旦档位下降,通过发动机制动器来确保超车所需要的动力输出。并且一旦达到可以超车的距离时,踩下油门一气呵成完成超车。

第3代系统是通过前方照相机和前方雷达测定与前方车辆之间的距离,自动等待为了超车而降档的最适当时机。另外在变换车道时通过后方的雷达检知斜后等死角位置有无车辆。为了到达位于车辆死角位置处的车辆前面,驾驶员变更车道的情况下,自动的降档确保动力输出,以完成更加安全的车道变更。

(点击可查看大图)

通过“Predictive Drivetrain Management”的第3代系统实现超车。到达前方车辆的后部后自动从7档降到5档通过发动机制动器来保证超车的动力输出。在这之后如果加速的话就可以很容易实现超车。

从这次的Innovation Days多少可以看出BMW基于削减CO2排出量的考虑,不单是i系列,之前的车辆阵容也开始大力转向电动化。同时内燃机相关的开发也毫无悬念开发基于1缸相当于500cc的新的发动机,通过涡轮增压方式缩小尺寸。另外通过采用通用设计的方式以达到生产的高效化,以及通过热管理来使内燃机的效率达到极致。
的确通过像激光车灯这样的技术,以及在“高效能化”和自动驾驶技术等方面的努力,多少可以想像出BMW关于未来的设想。

 

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