有點(diǎn)長(zhǎng)，沒(méi)時(shí)間的可以直接拉到最后看結(jié)論。 我并不認(rèn)同有些人無(wú)腦黑蔚來(lái)，不過(guò)電動(dòng)/燃油高性能車(chē)的比較，的確是一件很有意思的事情，尤其是在兩款車(chē)的特性截然不同的情況下。

 

仿真平臺(tái)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)這個(gè)回答是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)化的汽車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 

汽車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真是一個(gè)非常非常非常復(fù)雜的過(guò)程，有至少成百上千個(gè)參數(shù)需要設(shè)定，我并不可能打 開(kāi)一個(gè)專(zhuān)業(yè)的動(dòng)力學(xué)仿真軟件來(lái)對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行賽道模擬和回答，因?yàn)檫@要花數(shù)個(gè)星期，我也沒(méi)有 足夠的數(shù)據(jù)。

但幸運(yùn)的是，有一個(gè)叫OptimumG的做專(zhuān)業(yè)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真軟件的公司，推出了一個(gè) 免費(fèi)的子程序OptimumLap，這個(gè)軟件只針對(duì)對(duì)車(chē)子最重要的十幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行仿真，所以很適合定 性地研究這個(gè)問(wèn)題。其實(shí)這個(gè)程序就是給本科生玩的。

因?yàn)楹芏鄥?shù)被忽略了，比如車(chē)輛的三維重心位置，懸架幾何，復(fù)雜的輪胎動(dòng)力學(xué)模型，這個(gè)仿真一定會(huì) 帶來(lái)一些誤差，官方說(shuō)誤差一般在5%以內(nèi)。Grand Tour中Senna和EP9的圈速差距是2秒，只有 3%的差距。所以，最后仿真結(jié)果的差別有可能是這些誤差造成的。所以，重點(diǎn)不在仿真的結(jié)果，重點(diǎn)在看看能輸出什么有意思的數(shù)據(jù)。

 

車(chē)輛參數(shù)設(shè)定

? 整車(chē)基本參數(shù)

 

因?yàn)閮烧呷λ俨顒e如此地小，對(duì)整車(chē)參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)定就更加有必要了。首先是一些肯定對(duì)的參 數(shù)，這些參數(shù)均取自維基百科，或者麥克拉倫、蔚來(lái)自己官網(wǎng)上公布的數(shù)據(jù)。

McLaren Senna - Wikipedia NIO EP9 - Wikipedia 迎風(fēng)面積用車(chē)寬和車(chē)高直接相乘得到。靜止加速數(shù)據(jù)是官方公布的，有一些車(chē)評(píng)機(jī)構(gòu)自行進(jìn)行了測(cè) 試，與官方公布的區(qū)別不大。

這里可以看到，EP9的馬力質(zhì)量比更大，還是四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，照理說(shuō) 直線加速的成績(jī)應(yīng)該遠(yuǎn)比Senna快，但其實(shí)并不是。有可能因?yàn)镋P9的單級(jí)減速導(dǎo)致了初段輪上 扭矩并不大，所以0-100沒(méi)有顯著優(yōu)勢(shì)。這一點(diǎn)后面也會(huì)提到，很重要。 

問(wèn)題在于其他重要參數(shù)怎么設(shè)定，包括：發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)map、空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)、輪胎相關(guān)參數(shù) 這三大類(lèi)。這三大類(lèi)參數(shù)直接決定了最后的仿真結(jié)果。

 

? 發(fā)動(dòng)機(jī)/電動(dòng)機(jī)MAP

 

 Senna：588 kW @ 7250 rpm，800 N·m @ 5500-6700 rpm，紅線轉(zhuǎn)速8500 rpm，七速序列式 變速箱。

 

那么，5500 rpm以下和7250 rpm以上的扭矩特性是怎么樣的。好在，5000 rpm以下用到的情況 應(yīng)該很少（改這些數(shù)值對(duì)圈速差距在百分之一秒量級(jí)），7250-8500 rpm讓發(fā)動(dòng)機(jī)功率緩慢下降就 可以了，所以，Senna的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)被設(shè)成了

 

變速箱齒比憑感覺(jué)設(shè)的，就不說(shuō)了。

 

EP9：四個(gè)完全相同的電機(jī)，總峰值功率 1000 kW，0-7500 rpm恒定輸出1480 N·m扭矩，此時(shí)輪 上扭矩有6334 N·m，單速減速箱，齒比4.283。這里很有意思的一點(diǎn)是，如果7500 rpm能輸出 1480 N·m，那么那個(gè)點(diǎn)的峰值功率有1162 kW，有可能官網(wǎng)哪里錯(cuò)了，但是影響不大：

? 輪胎參數(shù)

 

輪胎動(dòng)力學(xué)是一個(gè)極其復(fù)雜的東西，知乎大概沒(méi)幾個(gè)人真的搞得清（其實(shí)我也沒(méi)有搞得很清），但 好在，這個(gè)軟件只需要輸入輪胎半徑、滾動(dòng)阻力（設(shè)為0）、縱橫向附著系數(shù)就行了。 

輪胎半徑其實(shí)影響不是很大，因?yàn)镾enna的變速箱齒比是我自己調(diào)的，改齒比等于改輪胎半徑， EP9寬廣的恒功率輸出也讓輪胎半徑影響不是很大。 Senna輪胎為Pirelli P Zero Trofeo R，前 245/35/R19，后 315/30R20，輪胎半徑取0.349 m。

 

輪胎半徑取0.37 m。輪胎附著系數(shù)就比較尷尬了。因?yàn)檫@種信息網(wǎng)上根本查不到。通過(guò)前面列出的百公里加速數(shù)據(jù)，其 實(shí)可以反推輪胎附著系數(shù)，但是OptimumG這個(gè)低配版的軟件根本沒(méi)法跑靜止直線加速，因?yàn)樽铋_(kāi) 始一段瞬態(tài)過(guò)程被完全無(wú)視了。

所以，這個(gè)只能猜。而且這個(gè)軟件只要求輸入輪胎半徑不要求輸入 輪胎寬度，所以這方面的信息也被忽視了。所以姑且先都取1.4。EP9輪胎更快，而且是賽道胎，所 以EP9的抓地力應(yīng)該更好。

 

? 空氣動(dòng)力學(xué)

 

空氣動(dòng)力學(xué)就四個(gè)參數(shù)，阻力系數(shù) ，升力系數(shù) ，迎風(fēng)面積和空氣密度。主要是前面兩個(gè) 怎么辦。 

先來(lái)看阻力系數(shù)，因?yàn)?-300 kph加速時(shí)間是已知的，并且軟件初段加速的誤差影響不大，所以通 過(guò)調(diào)節(jié)阻力系數(shù)，來(lái)使得0-300加速成績(jī)滿足公開(kāi)的信息（Senna 17.5秒，EP9 15.9秒），得到 Senna阻力系數(shù)0.35，EP9 阻力系數(shù)0.8。

差距很大，但是這個(gè)有合理的解釋?zhuān)韧驴础?升力系數(shù)的話，兩輛車(chē)都有官方的下壓力數(shù)據(jù)公布，EP9 在240 kph時(shí)有24 kN下壓力。Senna在 155 mph是有800 kg下壓力。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到Senna升力系數(shù)1.01，EP9升力系數(shù)3.33。對(duì)照阻力 系數(shù)的數(shù)據(jù)，Senna升阻比為2.89，EP9升阻比為4.16，都挺合理的。EP9的氣動(dòng)其實(shí)蠻嚇人的。但 是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)計(jì)算得到的EP9的升力系數(shù)可能偏大了。

 

賽道建模

 

在進(jìn)行仿真前，先要輸入賽道。我的做法是從Google Map上面截了一張圖，獲得比例尺，然后在 Photoshop里和官方給的圖重疊，得到下面這張圖，右下角是200 ft比例尺。 

然后把這張圖扔到CATIA（某CAD軟件）里，按照賽道描出來(lái)，最后把參數(shù)輸進(jìn)OptimumLap里， 就好了，賽道總長(zhǎng)2.6 km。這條賽道和實(shí)際形狀會(huì)有點(diǎn)出入，因?yàn)槲沂前凑招熊?chē)線畫(huà)的，而不是賽道的中心線，所以有些地方可能不準(zhǔn)。

仿真結(jié)果

 

終于最重要的要來(lái)了！ Senna 73.98秒，和實(shí)際結(jié)果差不多。EP9 67.44秒，比GT成績(jī)快了8秒，比Senna快了6秒。蔚來(lái)黑子！明明EP9快！這個(gè)結(jié)果要分析一下。

分析的過(guò)程其實(shí)比這個(gè)數(shù)值本身更有意義。首先，我懷疑是 不是因?yàn)镋P9是四驅(qū)的，這個(gè)簡(jiǎn)化的汽車(chē)動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算四驅(qū)我覺(jué)得不靠譜。所以我把EP9改成了兩 驅(qū)，EP9的成績(jī)降到68.13秒。下面這張圖四驅(qū)版和兩驅(qū)版EP9的速度-行車(chē)距離圖。

也就是說(shuō)，這每 個(gè)x軸上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)賽道位置。可以看到，四驅(qū)版EP9加速更快，過(guò)彎速度也有優(yōu)勢(shì)。但說(shuō)實(shí) 話，加速?zèng)]有我想象當(dāng)中得快。 接下來(lái)僅僅比較兩驅(qū)版EP9和Senna比較合適。

同樣是這張圖，差別就很明顯了。圖3是橫向加速度 曲線（代表了過(guò)彎的極限）。這就很明顯了，EP9盡管車(chē)子重，但只比Senna重26%，但是下壓 力可是Senna的三倍！所以，過(guò)彎有顯著優(yōu)勢(shì)。EP9的馬力質(zhì)量比也比Senna高。

1200 m點(diǎn)的重剎彎是You Name Here，2100 m的地方是老太婆彎。可以看 到，Senna基本上是全功率輸出。而EP9有很多時(shí)候，用不了全功率。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)這賽道車(chē)速太 慢了不適合EP9。

 

那說(shuō)了半天，仿真結(jié)果告訴我們EP9快，但為什么其實(shí)Senna快呢？難道蔚來(lái)騙我們，虛報(bào)數(shù)據(jù)了 嗎？我覺(jué)得實(shí)際原因還是因?yàn)檫@個(gè)仿真軟件不能真實(shí)反映車(chē)子的特性。

Senna沒(méi)什么問(wèn)題，結(jié)果很準(zhǔn)。但是，EP9是四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，每個(gè)輪子有250 kW的電機(jī)，加起來(lái)1 MW，但是，仿真軟件處理 的時(shí)候，是當(dāng)做總共有1 MW，然后可以任意分配給四個(gè)輪子來(lái)計(jì)算的。

舉一個(gè)例子，在所有圖上 200 m的地方，對(duì)應(yīng)了下圖箭頭所示的位置。發(fā)車(chē)以后，經(jīng)過(guò)了200 m的加速，兩輛車(chē)都開(kāi)到了 150-200 kph的速度。Senna因?yàn)闅鈩?dòng)套件沒(méi)有EP9夸張，所以被迫減速。這個(gè)時(shí)候EP9因?yàn)橄聣毫?巨大，所以仍然可以繼續(xù)加速。問(wèn)題在于，EP9用到了2.5G的橫向加速度，這個(gè)時(shí)候已經(jīng)接 近四輪的抓地極限。

因?yàn)闄M向重量轉(zhuǎn)移，外側(cè)輪胎的負(fù)荷比內(nèi)側(cè)輪胎大。那么對(duì)應(yīng)地，外側(cè)輪胎提 供的牽引力應(yīng)該也比內(nèi)側(cè)輪胎大?？墒牵瑑蓚€(gè)外側(cè)輪胎最大只能提供各250 kW的驅(qū)動(dòng)力，而內(nèi)側(cè)輪 胎不能提供250 kW的驅(qū)動(dòng)力，所以其實(shí)用不到 1 MW，很可能只有五六百。

但反觀Senna，因?yàn)?有限滑差速器，動(dòng)力可以完美分配到內(nèi)外側(cè)輪胎，外側(cè)輪胎扭矩大，內(nèi)側(cè)輪胎扭矩小，整個(gè)后軸可 以完全地提供最大功率。所以O(shè)ptimumLap的簡(jiǎn)化仿真，是按照傳統(tǒng)燃油車(chē)的布局設(shè)計(jì)的，更能真實(shí)反映Senna的成績(jī)，而高估了EP9的成績(jī)。

 

為什么我猜測(cè)是這個(gè)原因，因?yàn)榉抡孳浖](méi)有要求我告訴它這車(chē)子是四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的。所以說(shuō)，盡 管EP9峰值功率有1 MW，并且是四輪驅(qū)動(dòng)，但是并不是任何時(shí)候都能完整地用到這1 MW的。 那么現(xiàn)在我就有了一個(gè)想法，EP9不太適合這條賽道，那怎么樣讓他適合呢？

我做了三件事情，一 是把功率直接減半，變成500 kW，二是把四驅(qū)改為后驅(qū)，所以假設(shè)這500 kW動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)后輪， 用差速器把動(dòng)力分配給兩個(gè)車(chē)輪。三是把單級(jí)減速箱改成了兩檔的變速箱（齒比分別為1.9和1）， 那再來(lái)跑仿真，會(huì)怎么樣呢?這車(chē)我叫他EP4.5。注意，即使功率減半，我車(chē)重還是1.7噸，沒(méi)有調(diào) 過(guò)。下面是所有成績(jī)的匯總。

根據(jù)我對(duì)于OptimumLap軟件的理解，我把車(chē)子設(shè)定成后驅(qū)+差速器的設(shè)計(jì)，仿真的成績(jī)應(yīng)該會(huì)比 較接近真實(shí)成績(jī)。也就是說(shuō)，哪怕功率減半，只要500 kW能一直輸出，那借助EP9的氣動(dòng)優(yōu)勢(shì)，它還是可以在Eboladrome比Senna快。下面這張圖就很明顯表現(xiàn)出來(lái)了這一點(diǎn)。

EP4.5盡 管功率低，車(chē)子重，加速比Senna慢，但是過(guò)彎性能太強(qiáng)了，彌補(bǔ)了功率的不足。所以，實(shí)際EP9 的成績(jī)不好可能也是空氣動(dòng)力學(xué)套件并沒(méi)有那么強(qiáng)的原因造成的。

 

 寫(xiě)在最后

 

? 如果只看功率、車(chē)重、空氣動(dòng)力學(xué)，假設(shè)輪胎一樣。EP9肯定比Senna快。 

? 回去看最開(kāi)始百公里加速的成績(jī)，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩車(chē)幾乎沒(méi)差。這很令我詫異。

因?yàn)樗妮嗱?qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē) 最大的優(yōu)勢(shì)就是靜止加速。EP9的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致了這車(chē)子不能用變速箱，所以在電機(jī)7500 rpm之前，都不能輸出最大1 MW功率，根據(jù)NIO提供的齒比，7500 rpm = 244 kph，也就是 說(shuō)，低速?gòu)滶P9的動(dòng)力沒(méi)有優(yōu)勢(shì)。

也就是說(shuō)，EP9不適合Eboladrome。

電動(dòng)賽車(chē)還是需要 變速箱的。換了低齒比的變速箱，即使限制了功率，EP4.5也沒(méi)有顯著變慢，這說(shuō)明了 Eboladrome對(duì)于功率的需求真的很低。

 

? 四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)是一種很優(yōu)雅的設(shè)計(jì)，但是很可惜，這要求了冗余動(dòng)力更大，在Eboladrome這種 賽道上，要么都是超低速?gòu)?，要么都是高速?gòu)?。?duì)于低速?gòu)潱珽P9的1 MW動(dòng)力一點(diǎn)用都沒(méi)。 對(duì)于高速?gòu)?，由于每個(gè)輪胎負(fù)荷不同，四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力可能 不能發(fā)揮出來(lái)。這種時(shí)候可能前后雙電機(jī)+電子差速器的結(jié)構(gòu)更加合理。

 

? 我原本以為，盡管EP9氣動(dòng)下壓力巨大，但不能抹平車(chē)重的劣勢(shì)，但實(shí)際上，EP9的下壓力還是 非常有用的。并且，很有可能EP9的輪胎抓地力比Senna更好，因?yàn)镋P9直接用的是比賽胎，兩 車(chē)的后輪尺寸差不多。但是因?yàn)镋P9是四輪驅(qū)動(dòng)，前輪也很寬，所以EP9的過(guò)彎極限還是很高的。 有評(píng)論說(shuō)，可能EP9的實(shí)際氣動(dòng)性能沒(méi)有我仿真設(shè)得那么高，或者EP9更難推到極限，這也 是有可能的。