FE完全指南|揭秘FE赛车电池的蜕变

(FE杆位王)2021年10月21日

Formula E电动方程式从去年开始升级成为了世界锦标赛,也得到了更多的关注与技术的支持。作为全球顶级的新能源汽车赛事,它开辟了新能源汽车的前沿阵地,也见证着技术的革新。

过往的7个赛季,FE赛车经历了从Gen1到Gen2的迭代与进化,其中变化最大的,除了大家显而易见的外观设计之外,就要属车辆的电池了。今天,我们就来聊聊FE赛车的电池到底经历了怎样的蜕变,又为整个赛事带来了怎样的改变。

Gen2到来,双倍加电

FE赛车的电池就相当于F1赛车的“油箱”,是车辆动力的来源。遥想FE前四个赛季使用Gen1赛车比赛时,当时电池技术还处于发展初期,容量小、续航能力不足,车手在比赛中途还要换车,也算是FE赛事独有的一道“风景线”了。但在电池技术飞速发展的今天,这个场景早已不复存在。

【使用Gen1的年代:车手比赛到一半需要跳出来换车】

从第五赛季开始,Gen2赛车投入使用,这一代赛车的电池技术更为成熟,其中电池容量和输出性能的提升最为关键。

*Gen1和Gen2赛车性能对比(部分数据每赛季有微调)

容量提升

Gen2的电池容量比较Gen1有了很大的进步,其电池储能能力是Gen1的两倍,54kWh的电池容量让赛中换车也正式成为了历史。

从结构上看,FE赛车的电池单元存放在单体壳内,并使用更多的圆柱电池,电压也增加到了900V。换代后的电池重量为385kg,布置于车手座椅和动力系统之间。

性能提升

电池的升级换代带来的最大好处就是性能提升,电机的输出功率从Gen1的150kW上升到了200kW,而在排位赛模式下输出功率最高可达250kW。

性能提升让Gen2赛车的速度更快,比赛也更具观赏性:百公里加速只需要2.8秒,比Gen1赛车快了0.2s;最高车速也从225km/h提升到280km/h,这个极速水平在短小精悍的城市赛道上已经足够令人惊叹了。

要开得快 也要跑得远 - 功率 vs 能量

在为FE赛车设计电池的时候,能量密度、温度控制和充电效率都要在考量内。熟悉赛车的朋友可能知道,现在F1赛车的动力单元里也有电池,在赛车行驶过程中可以通过能量回收系统不断地充电和放电,提升发动机的功率,小身材产生大爆发力。

而FE赛车的电池不仅要完成这项任务,还要在没有内燃机帮助的情况下,以固定的容量支撑高速行驶的赛车跑完整场比赛。相比之下,F1赛车的电池有更高的功率密度,而FE赛车的电池则有更大的能量密度。

相爱相杀的组合 - 性能 vs 温度

对于锂电池来说,温度管理是非常重要的。如果电池温度太低,分子的运动能力下降,整个反应速度、物质传输过程都会变慢,赛车可用能量会减少。但是如果电池太热,放电速度过快,电池寿命会变短。如果超过允许的温度范围,甚至会发生热失控的现象(Thermal runaway),造成不可逆的损害。

【智利站地表温度一度达到60度 电池温度管理压力剧增】

FE的电池不仅需要能够满足每场比赛45分钟+一圈的距离,还需要撑满一整个赛季,所以电池自身的温度控制和冷却系统,都需要在设计伊始就考虑进去。专门的管理系统(BMS)会对每个电池的电压、状态和温度进行检测,并在过热时启动保护装置。这些圆柱电池在组装的时候中间、外侧都有冷却板和管道为它降温,使用绝缘冷液,保证赛车在撞击下的安全。

比赛中的电池温度管理也有很大学问,我们在此前的文章中进行过详细介绍,大家可以点击下图了解。


【如何给电池做好“情绪管理”】

当下新能源领域的电池、电池效率、充电,还有能量管理系统都有着广泛的发展前景。而在第九赛季到来的Gen3赛车预计可以产出350kW的功率,并且配有快充功能,可能会在比赛中引入进站加电的规则。这无疑会为车队的战术策略带来新的考验,也会给比赛带来更高的观赏性。 


你能猜出Gen2赛车电池每块的制造成本是多少吗?请在评论区留下你的答案,第一个猜对或者回答最接近的用户将获得惊喜好礼一份。