Koenigsegg Gemera: 全球限量300台的速度艺术品,动力系统究竟有何与众不同?

文摘   汽车   2024-10-04 09:17   江苏  

导语:今天我们来聊聊Koenigsegg Gerema,这款全球仅有300台的速度艺术品。通过观察Gerema的动力系统拓扑,了解TA如何做到0~100km/h加速1.9秒、最高时速400km/h的?进一步的,作为Koenigsegg首款自主研发的驱动系统,David(850V 6相 SIC逆变器)Quark(轴向磁通+径向磁通的融合)Terrier(1个David+2个Quark+2个行星排)究竟长什么样子?又有什么技术特点?

备注:Koenigsegg(科尼塞克)是一家源自瑞典的小型手工超级跑车制造商,由克里斯·冯·科尼塞克(Christian von Koenigsegg)于1994年创立。科尼赛克本人是一位拥有丰富汽车工业经验和专业知识的赛车工程师,他的愿景是制造出全球速度最快的汽车。公司全名为Koenigsegg Automotive AB,以“刀锋”为名,寓意其产品的锋利与极致性能。


01

为什么叫Gerema?

Koenigsegg Gemera 的名字是瑞典语单词“ge”和“mera”的串联,前者意为“给予”,后者意为“更多”。从名字可以看出,Koenigsegg是一个充满艺术与梦想的公司,正如他们的初心"打造出全世界最快的汽车"一样,以匠心独运和极致性能为核心,让Gerema能在过去25年的积累之上能"给予更多",继续在跑车界书写传奇。

图片来源:科尼塞克

02
Gerema,如何做到了"给予更多"?
Gemera,作为科尼赛克(Koenigsegg)品牌的首款四座超级跑车,不仅继承了科尼赛克在速度与性能上的卓越传统,更在动力系统方面实现了前所未有的突破与创新。以下是关于Koenigsegg Gemera动力系统的基本配置信息

图片来源:科尼塞克

以下是这款 1700 马力四座 Koenigsegg Gemera 动力系统的整体布局和特征。可以看出,Gemera搭载了一套由2.0T三缸双涡轮增压Freevalve发动机与三台电机,共同构成插电式混合动力系统。Freevalve发动机凭借其独特的无凸轮轴气门驱动技术,实现了更高的燃烧效率和动力输出,最大功率达到440kW,最大扭矩为600N·m。而这三台电动机则分别位于两个后轮和发动机曲轴位置,可同步输出800kW1100N·m,或单独输出1400马力。整个动力系统被称为Tiny Friendly Giant(简称TFG),综合功率高达1700马力综合扭矩更是达到了惊人的3500N·m(这里不是指轮端)

图片来源:科尼塞克

03

前/后轴动力系统的技术特征和参数说明
进一步的,我们看看Gemera这套2.0T三缸双涡轮增压Freevalve发动机+三台电机究竟长什么样子?
上图显示:Gemera在在后轴上方布局了一台 600 HP三缸内燃机,同时在发动机曲轴的同轴方向上,布局了一台400HP的电机(这是一款兼具轴向磁通和径向磁通特征的电机,下集中会有详细介绍) 实物细节图如下:
图片来源:科尼塞克

来自后轴"发动机"和"电机"的动力通过中间驱动轴(Carbon Fiber Torque Tube)传递至前端的变矩器(Koenigsegg 称为"HydraCoup")。从 HydraCoup 开始,通过"扭矩矢量分配装置(Torque Vectoring Distribution Unit)",通过"带液压离合器的减速器系统",将动力分配至前桥的两个半轴之间,并产生扭矩矢量、最终驱动前轮。参考下图。

图片来源:科尼塞克
与此同时,我们在上图可以发现:Gemera后轴发动机旁并联布置了了两个"轴/径向磁通电机",并且,每个电机可以提供500HP和 738 lb-ft的扭矩。此外,Koenigsegg 在每个电机后端分别配置了一个小速比(3.3:1)的平行轴式减速器。这里可以看出Koenigsegg 工程师的设计思路:Koenigsegg 充分利用了<2.0T三缸双涡轮增压Freevalve发动机与三台电机>强劲的动力输出,选用小速比减速器以实现更高的轮端转速。官方数据显示,从静止加速到100km/h仅需惊人的1.9秒,而Gemera的最高时速更是可达400km/h

聊到这里,不知道大家有没有发现:<2.0T三缸双涡轮增压Freevalve发动机与三台电机>4个动力系统加起来最大马力应该是2000HP(400+600+500*2),但是官方数据是1700HP,这是为什么呢?


04
Gemera的动力系统特性分析
出现这种情况有两个主要原因:
1. 电动汽车的功率输出在很大程度上取决于电池的放电能力,而不仅仅是电机能够产生的能力,这是可能的原因之一。
2. 第二个原因是:发动机和电机的输出特性在转速上的差异。借用下面这张Gemera的动力系统特性图解释下。
如下图所示,我们发现ICE的最大输出功率大约发生在7500rpm的发动机转速下(图中绿色线标记 Max. Achivable Combined Power处),这相当于是360km/h的车速;我们再对比电机特性曲线(黑色),会发现7500rpm要比电机最大功率对应的转速要高。换句话说,发动机峰值功率点和电机峰值功率点不是在统一的车速下出现,所以组合后整体输出并不能简单的600+400+500*2=2000HP这么计算
尽管没有达到动力系统的最大化(通过电机设计,可以实现最大功率转速和发动机转速相匹配,但Koenigsegg 并没有这么做),但我们可以发现Gemera在工作转速范围内都有较宽的扭矩曲线。据官方说法,即使在350km/h的转速下仍然有超过1600Nm的后备力量。这或许正是他们对于Gemera的设计理念体现:给予更多。(大多数的电动汽车在高速工况下会出现"加速动力不足"的情况)。

图片来源:科尼塞克


05
Gemera电驱动系统揭秘:David、Quark、Terrier
(知识星球发布)

了解了Gemera的动力系统特性,下面我们重点看看Gemera电驱动系统的样子,以及每个子系统的特点。谈到电驱动系统,Koenigsegg又一次展示他们的艺术细胞,他们给逆变器(Inverter)、电机(Motor)、驱动单元(Electric Unit)换了个名字,分别叫做David, Quark和Terrier...

下面我们详细说说David(850V 6相 SIC逆变器)Quark(轴向磁通+径向磁通的融合)Terrier(1个David+2个Quark+2个行星排)技术特征和关键参数,拓展说明下给我们的启示...


这部分内容会在下期发布,这里先放几张高清大图,先睹为快。欢迎持续关注SysPro,分享更多有趣的技术方案给大家。



以上是关于Koenigsegg Gerema的故事,及其动力系统的特性和方案解读(节选)完整版报告与解读会在知识星球 [SysPro|国际峰会报告解读] 专栏发布。

由于时间限制,最后一部分关于David(850V 6相 SIC逆变器)、Quark(轴向磁通+径向磁通的融合)和Terrier(1个David+2个Quark+2个行星排)的解读会在下期发布,我会先上传一些关于Koenigsegg技术方案的资料在知识星球,供大家学习参考。

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2024年10月3日 晚

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