日产推出2018款新聆风,放眼下一个十年
2018-3-5 来源:SAE《汽车工程》杂志
通过在门槛和立柱中使用高强度钢合金,2018 款聆风的车辆结构重量有所减轻,这可以在一定程度上“抵消”其他部分增加的重量。通过车辆空气动力性能及车舱密封性能方面的优化,新款聆风已经升级为全球最安静的量产车型之一。此外,车辆的外观造型也同样重要,这可以吸引一部分对电池、功率、续航里程等性能参数不甚了解的客户。

2018款聆风沿用了现行版本底盘的绝大部分,但增加了新的电池组,并采用了能量密度更高的电池单体。
2018 款聆风的推出距离上一款日产聆风已有 7 年之久,这几乎是汽车产品典型研发周期的 2 倍。初版 2011 款聆风大胆地采用了开创性的 5 座设计,非常安静,更重要的是可以实现零排放行驶。2011 款聆风的续航里程为 75 英里(120 公里),非常适合加利福尼亚州等一些气候更加温暖,且电动汽车发展基础更好的地区,但却无法在寒冷地区一展身手——驾驶员通常会陷入这样的两难选择:“我到底该关闭暖气忍受寒冷,还是冒着电量不够开回家的风险打开暖气?”

之后推出的聆风车型续航里程略有提升,但却淹没在同时上市的特斯拉Model S “狂暴模式(Ludicrous Mode) “的光环之中。去年日产聆风在美国的销量仅为 1 万辆。截止 2018 年 1 月,这款来自日本的电动汽车花了 6 年时间才达到全球总销量 30 万辆的水平。然而这样的销量也足以让聆风成为世界电动汽车销售冠军,因为除了特斯拉之外,真实驾驶工况下的电动汽车很难得到主流市场的认可,电动汽车在全球乘用车总销量中的比例仅为 0.5%。此外,美国地区较低的石油价格也为电动汽车的发展平添阻力。

然而从本世纪 20 年代开始,CO2 等温室气体排放法规将进一步收紧,更多国家将颁布法规,禁止新的非电动汽车上路。在此背景下,专家预计,纯电动车在乘用车总销量中的比例将稳步提高,尽管其增速将远远低于混合动力车。

2018 款聆风(续航里程150英里/241公里)和规划中的2019款聆风(续航里程超过200英里/321公里)将带领日产的电动汽车产品线迈入新的十年。新聆风配备了日产的ProPilot Assist功能。该功能结合了自适应巡航控制与单车道公路行驶的车道居中技术,但车辆并不会自动变道,且仍要求驾驶员双手不得离开方向盘。

2018 款聆风的组装主要在日本、英国和田纳西州的 Smyrna 市进行,不同地区的版本将各自进行悬架校准。严格意义上讲,2018 款聆风并非“全新”设计。这款车的绝大部分车身底盘、106.3 英寸的轴距及悬架系统(前支柱和后扭力梁)均延续了现行版本的设计。然而,尽管新车 3,468 磅(1573公斤)的基础整备重量较之前版本小幅增加 33 磅(15 千克),车辆的几乎所有静态和动态性能指标均有显著提升。

事实上,日产工程师在车重控制方面的堪称成就斐然,许多读者也肯定理解,重量控制在新车设计过程中是一项重大挑战。然而,日产工程师在新款聆风的车身研发中,进行了全面的有限元分析工作,并最终成功将车身结构重量降低了 110 磅(50 千克)。日产北美技术中心(位于美国密歇根州法明顿市)副总裁 Chris Reed 指出,考虑到新款聆风采用钢材较多(包括车身),在重要部位进行了加固,且车身的长宽高均有提升(其中长度增加了 1.4 英寸/35 毫米),这样的减重成就令人印象非常深刻。Reed 表示,2018 款车型的车身扭转刚度比 2017 款版本增加了约 15%。

新款聆风的车身结构采用钢材料较多,为此日产的工程师进行了大量有限元分析工作,最终通过优化,保证车辆总重基本维持原有水平。

风阻更低、功率更大

通过在门槛和立柱中使用高强度钢合金,2018 款聆风的车辆结构重量有所减轻,这可以在一定程度上“抵消”其他部分增加的重量。Reed 指出,通过“升级”而非完全重新设计聆风的车身结构,以及在推进系统和电池方面的成本节约,公司得以将新款聆风的成本控制在较低水平,这也为攻占市场提供了价格优势。具体来说,2018 款聆风的基础售价仅为 29,900 美元(不含联邦政府对电动车的补贴),比在售版本便宜了大约 700 美元。“价格优势”是日产汽车攻占电动汽车市场的关键手段之一。

此外,车辆的外观造型也同样重要,这可以吸引一部分对电池、功率、续航里程等性能参数不甚了解的客户。从外观来看,新款日产聆风没有继续保留传统意义上“电动汽车”的典型特征。而据 Reed 称,新款聆风的风阻系数为 0.28,较第一代聆风优化了 4%。

Reed 介绍道,通过车辆空气动力性能及车舱密封性能方面的优化,新款聆风已经升级为全球最安静的量产车型之一。他表示,与在售的车型相比,新款聆风在车速 62 英里/小时(100 公里/小时)时的车内噪音降低了 1 分贝以上。事实上,《汽车工程》在 2017 年底的早期试驾结果也表明,新款聆风的内部噪声得到了显著改善。在我们听来,新聆风在减速时的噪声水平低于雪佛兰 Bolt、大众汽车 e-Golf ,以及更早版本的聆风。

日产的技术研发成果中,还包括一台额定功率为 110 千瓦(147 马力)、236 磅·英尺(320 牛·米)的新款前轮驱动永磁牵引电机。新产品仍为一款EM57 型交流感应电机,但采用了新的变频器,功率较之前版本提高了37%(30 千瓦),扭矩则提高了 26%(49 磅·英尺 / 66 牛·米)。日产工程师表示,有了这台新款电机,2018 款聆风的最终传动比为 8.193:1,从0 至 60 mph 的静止加速时间缩短了 15%。根据《汽车工程》的测试结果,新款聆风在长约 122 英里(196 公里)的混合驾驶测试路线中表现出非常强劲的冲刺能力,中速转弯表现也比2017 版更显自信。

此外,车辆标配的“e-Pedal”可以提高驾驶员的参与感。与 Bolt 的踏板控制系统一样,日产也提供了一种“单踏板”的控制驾驶体验。工程/电动汽车开发经理 Owen Thunes 表示,“再生回收和摩擦制动的组合可以提供最高 0.2g 的减速加速度。”他声称,该系统可以在坡度 30% 的道路上进行车辆的有效制动,并保持车辆静止。

2018 款聆风保留了标志性的前鼻充电口。
更多电池

聆风的电力储存和供应来自一台 40 千瓦·时的电池组,新电池的能量密度较 2017 年的 30 千瓦·时提高了 33%,保留了之前版本采用的被动式空气冷却系统和 192 个棱柱形锂电池单体设计。得益于电池化学的改进,新电池的“安装尺寸”并未增加。另外,新款聆风的新电池(仍由 AESC 提供)为新型镍-锰-钴化学电池,采用了石墨阳极。电池厚度比之前增加了0.9 毫米,但采用的隔膜较薄,因此电池内阻有所降低。

目前新型电池组共有 24 个电池模组,每个模组共有 8 个电池单体;而之前的电池组共有 48 个模组,每个模组有 4 个电池单体。

根据 Thunes 的说法,与现代 Ioniq Electric 和本田 Clarity 等新款电动车相比,新的电池设计和电池组封装布局让 2018 款聆风在续航里程和功率输出方面极具竞争力。根据电池供应商的消息,2019 款聆风将采用一款 60 千瓦时的新型电池组(来自 LG 化学公司,采用棱柱形 NMC 电池单体),这应该会让未来聆风的续航里程真正能够媲美雪佛兰 Bolt(约 238 英里/383 公里)。

Thunes 表示,Smyrna 制造的新型40 千瓦·时电池组经过 500 次充/放电循环或里程超过 60,000 英里后,电池的有效容量仍可维持在 90%左右。此外,电池组长达 8 年或 100,000 英里(160,934 公里)的保修期,也足以保证电池在汽车使用寿命内的正常工作。

新款聆风保留了位于汽车前鼻部的标志性充电接口。日产坚持使用与东京电力公司 (Tokyo Electric Power Co.) 联合开发的 CHAdeMO 直流充电耦合器,而非更受特斯拉以外大多数其他厂商青睐的 SAE 'Combo' 连接器。聆风搭载了 6.6 千瓦的充电单元,以及三级快速充电系统,提供 120 V和 240 V 两种充电功率。车辆充电 30 分钟后即可行驶 90 英里(144 公里)。

根据日产 V2X 经理 Scott Brierley 的说法,新款聆风还具有双向充电功能。然而,Brierley 所说的汽车供电功能,即在紧急情况下让车辆电池向家庭照明等系统进行供电(6 kW),仍尚未获准在美国使用。

内饰方面,聆风的座椅位置较高,因此驾驶员可以享受全方位的开阔视野。中控台采用了 7.0 寸触摸屏,Android Auto 和Apple CarPlay 信息娱乐系统也已经成为标准配置。

此外,车辆内饰中采用柔软材料的面积也更大,但可见区域内硬塑料的使用仍然不少。作者认为,本田可能为了控制成本,而在内饰上过于节约了。车辆的方向盘可以调节倾斜度,但仍不能伸缩。

无论如何,作为一款在全球电动汽车竞赛中急起直追的高价值电动车,这可能都只算一些小问题,车辆整体仍可以实现设计目标。

聆风方向盘上的 ProPILOT 按钮,其中内置了一个扭矩传感器。

ProPILOT提供 SAE 2 级自动化

2018 款聆风搭载的 ProPILOT Assist 功能可借助日产的智能巡航控制 (Intelligent Cruise Control, ICC) 和转向辅助系统 (Steering Assist System),为用户提供 SAE 2 级自动驾驶体验。

Christensen 表示,车辆的 ICC 系统有所增强,新增了‘停车和保持’能力,因此现在当车辆停下时,系统并不会停止工作;车辆的转向协助系统可提供车道居中功能,而不是传统意义的“车道保持”功能。系统一旦启动,方向盘上的扭矩传感器会检测驾驶员的手是否仍在方向盘上,一旦发现双手脱离的情况,则会立刻发出声光警报。

除了 2018 款聆风,2018 款 Rough 跨界车也将采用 ProPILOT 系统。日产北美技术中心(NTCNA)自动驾驶市场推广高级经理 Ryan Rumberger 指出,CUV 的流行有助于扩大采购规模,“让更多用户有机会体验驾驶辅助技术”。

Christensen 表示,聆风的前标后安装了一个雷达,可感知前车的速度和距离(ICC 功能),挡风窗顶部则安装了一个摄像头,用于检测车道标记,并确定车辆在车道中的位置(转向辅助功能)。

目前,该系统能否达到美国消费者的预期,仍需要长时间的验证。不过,NTCNA 工程师已经基于由 13 辆车组成的 ProPILOT Assist 测试车队,足迹遍及美国大陆及夏威夷群岛,在各种气候条件下完成了超过 15万英里(24.14万公里)的测试里程。

Rumberger 解释道,“当不同的道路标记体系给我们带来问题时,我们将与美国和日本团队合作,通过分解数据来真正理解问题,并找到对应的解决方案。”

该技术将很快应用于美国的其他日产车型,并进入全球更多市场。

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