不可能变成可能 雷克萨斯发布电驱动技术DIRECT4
雷克萨斯总能把一些不可能变成可能。
12月7日,雷克萨斯正式发布全新一代电驱动控制技术——DIRECT4。与此同时,雷克萨斯还预告新一代电动概念车的设计。
不到13分钟的视频所传递出的信息非常“深刻”——雷克萨斯并非局限于聚焦电气化技术以及打造性能卓越的产品,而是希望利用电气化和相关技术,充分发掘“汽车潜能”。
打破桎梏的变革构想
为打造契合感官期待的、动静随心的加速体验,以及与转向操作相协调的、敏锐的车辆动态响应,雷克萨斯开发出DIRECT4(DIRECT4 Wheel Driver Force Control)电驱动控制技术,雷克萨斯电气化总工程师渡边刚表示,“该技术最大的特点是采用全系驱动技术,利用电机出色的响应,实现四个车轮的独立控制,从而提升车辆的动态性能”。
简单地说,DIRECT4通过控制四个车轮上的电机扭矩,来改变车辆的运动。而我们可以简单地把它理解为一个可以执行电动机扭矩控制的“软件”。但就是这样的看似“软件”的系统,却是驱动控制技术的一个”变革“。
为什么说是变革呢?目前大部分汽车搭载的内燃机在功率及扭矩最佳输出的策略都是靠变速箱来控制的,通过档位的变化使得动力输出得以最优化。而车辆要想实现在行驶质感上的最优化,最理想的状态就是功率输出和扭矩输出是两根平直的线条。
动力输出”平直”,也就避开了变速箱频繁换挡和每个档位下转速攀升所带来的冲击以及非线性的动态变化——但这种特性对内燃机动力的构型来说,是天方夜谭。
不过,对于电动机来说,这种线性的恒功率恒扭矩的输出,碰巧是它的“天然属性”。
在每一个转速下,电动机都可以持续的爆发对应转速的最大扭矩和最大功率,从而实现车辆加速质感的全面优化。而电动车能否取代内燃机动力车型成为未来汽车动力构型的关键,其实就在于这种驾驶质感的全面改变上。
内燃机动力车型做不到的体验感,电动车轻而易举地做到了。事实上,长远看,电动车取代燃油车本质上与续航里程、用电多少没有关系,而是驾驶质感的全面超越——就像智能手机取代功能手机一样,能够让消费者主动而自发地接受并取而代之的关键,是体验感的变化。
为驾驶者提供优秀的驾驶质感同样是雷克萨斯所极力追求的。渡边刚表示,在(DIRECT4)之中,我们也希望注入雷克萨斯的舒适基因,营造轻松愉悦的驾驶氛围,令驾驶者自信从容地驾驭车辆。
决胜未来的DIRECT4
电驱动控制技术,是未来汽车电驱动“科技树”发展的主干。
但遗憾的是,现在除雷克萨斯之外的绝大部分汽车企业,对于电气化的理解还是肤浅的停留在电池技术的层面上。也就是说,绝大多数企业在造的,是电池车,而并非是电动车。
从电动机的角度来看,现在能够实现驱动车辆的电机构型基本上已经自成序列,形成了桥间电机、轮边电机以及变速箱电机等在内的序列。
雷克萨斯的DIRECT4电驱动控制技术所做的,就是将这些不同的电动机构型,全面的整合起来,从而实现以电驱动的技术进步来改变汽车动态驾驶性能和未来汽车设计的转变。
从雷克萨斯发布的视频来看,DIRECT4电驱动控制技术的精髓在于建立起了车辆四条动力协调的控制通路连接。
众所周知,以往内燃机动力车型以机械方式构建的动力传动通路连接,只存在于驱动桥一条,也就是汽车工程上经常讲到的Powertrain(车辆产生动力,并将动力传递到地面的一系列零部件组件)。
那么,要实现四条轮胎的多通路控制,就需要大量的分动器以及相应的机械结构来实现小幅度的动力传动通路的调整——注意,这里还不是独立。
所以,我们看到的内燃机动力车型的驱动构型,一定是以锁定主驱动桥为前提的。比如说横置发动机的四驱,主驱动轮就一定是前桥。
但是,DIRECT4电驱动控制技术就打破了这种内燃机传动系统的固有连接。通过在不同的工况下,对电机的控制调整,从而实现针对每个车桥甚至是每个车轮的驱动力改变。
这也就意味着,DIRECT4电驱动控制技术可以让雷克萨斯的电驱动车型在前轮驱动、后轮驱动、四轮驱动甚至是单轮驱动的模式下轻松切换,从而带来车身姿态稳定性的提升以及驾驶体验感的改变。
从视频中也可以看到,搭载DIRECT4电驱动控制技术的测试车,可以轻松的实现前驱、后驱和四驱的三种驾驶形态。
驱动形式这种物理状态,又是驾车体验的基础。换句话说,DIRECT4电驱动控制技术可以让未来的雷克萨斯,实现买一辆得三辆甚至更多的驾驶体验感。对于车身稳定性控制的维度,也从现在的被动稳定性控制,升级成了主动的动态稳定性控制。
DIRECT4电驱动控制技术构建的单独驱动力通路的建立,最主要的技术难点在于整套系统的控制逻辑,这是需要一个极为庞大的数据库来对应系统的二进制算法。
换句话说,DIRECT4电驱动控制技术是要把驾驶过程中人脑袋里对于驾驶质感反馈的那种“大概”、“相当于”这种模糊化的认知,转变为精细化的二进制算法——从而协调四个通路对于车辆动态的干预,同时改变“四个变量”,这个难度可想而知。
在实现DIRECT4电驱动控制技术对于电动机的精准控制之后,那电驱动桥就可以作为科技树的主干,去推动部件的升级。
比如说,在视频就可以看到,基于DIRECT4电驱动控制技术,雷克萨斯未来的产品就可以对应到混合动力,插电式混合动力,动力电池以及燃料电池。
在DIRECT4技术下,电池组系统的作用,就只相当于我们现在汽车的油箱。匹配什么样的形式,是不会影响到电动车的质感的,而这样的方式,也让车辆的电气化进程,具备了市场化和多样化的基础。
在视频的最后,雷克萨斯的设计师提出的一个观点是我非常赞同的,未来雷克萨斯的设计,是基于驾驶质感的改变而寻找灵感,造型设计也是工程设计的延伸,造型围绕着技术的进步服务,这才是共同奔向未来的样子。
一定意义上说,雷克萨斯是在造真正意义上的电动车,而不是电池车。
注:图片源自官方