让一台车飞起来，特斯拉ROADSTER背后的工程秘密与设计思考

    2018年9月，马斯克在JoeRogan的播客里聊到当时已经在开发的下一代Roadster。他说这台车要装上火箭推进器，不烧燃料，用电泵把空气压到1万psi（约69兆帕），「你可以让它飞起来」。

    图片来源：HiEV据JoeRogan播客截图制作

    Rogan紧接着问他，飞行汽车真的会成真吗？

    马斯克觉得飞行汽车太吵、气流太大，降落在谁家后院邻居都受不了，「想要飞行汽车，给直升机装几个轮子就行」。

    图片来源：特斯拉X官方频道

    八年后的10月15日，在SpaceX位于得州McGregor的火箭测试场，新Roadster沿着一条弯曲的坡道一路开到倒挂，随后脱离坡道，在空中翻转，四轮落地。

    特斯拉真的实现了让汽车飞起来。

    这段视频过去几天已经被大量转发。整场发布会不到30分钟，价格、上市时间、核心参数都没有讲。发布会第二天，MotorTrend、Hagerty和TopGear陆续放出了发布会前在现场拍摄的独家采访。

    大蒜粒把这些采访、官网资料和发布会的讲解逐一过了一遍，发现新Roadster上大量关键部件来自特斯拉甚至是SpaceX的其他产品线。

    尾翼的驱动电机来自Optimus人形机器人的脚踝，车底四个吸地风扇的驱动电机改自热泵空调里驱动压缩机的电机，电驱从ModelSPlaid的三电机系统演变而来，以及专门定制的4680电芯。

    特斯拉车辆工程副总裁LarsMoravy｜图片来源：Hagerty视频截图

    特斯拉车辆工程副总裁LarsMoravy在接受Hagerty采访时说，「特斯拉造了20多年电动车，把学到的所有东西都放进了这台车里」。

    一、性能版，以及两档「增强包」

    图片来源：特斯拉官网截图

    特斯拉官网对新Roadster的分层很清楚。车型本身叫Performance性能版，已经开放预订，这是一台两座超跑，标配主动气动和多模式吸地系统。

    在这个基础上，官网单独列出了「Augments增强包」，分为Thrust和Rocket两档。

    图片来源：HiEV根据公开信息整理制作

    Rocket版的官网描述最后一句是「所以，是的，它能飞」，紧跟着一行小字「未获准在公共道路使用」，脚注里还写着「仅Rocket版提供，且并非所有地区都有售」。

    图片来源：HiEV根据特斯拉官网信息翻译制作

    不过这三个版本车型的电驱系统完全相同。

    三档都是两台电机驱动后轮，功率超过1兆瓦，约合1341马力，扭矩1400牛·米。上面表格里三档加速成绩的差距，主要来自推进器：三档都配备吸地风扇，Thrust和Rocket在此基础上分别加装了4个和10个推进器。

    此外，据TopGear报道，还有一个更低一档的标准版，功率大概在800千瓦左右，不带吸地风扇，不过官网目前没有列出。

    图片来源：特斯拉Roadster(参数|询价)官方预定页面

    和2017年发布的那台概念车相比，量产版本的Roadster变化很大。

    当年特斯拉吹牛承诺0-60英里/小时加速1.9秒、续航620英里（约1000公里）、2+2四座、起售价20万美元、2020年交付。结果，如今展出的准量产版本续航降到了300英里（约480公里）出头，座位从四个减到两个（Rocket版只剩一个），量产时间也推迟到了2028年。

    二、双电机，却比Plaid的三电机还猛

    新Roadster只有后驱。特斯拉从2014年前后开发的高性能车基本都是四驱，这一次回到后驱，LarsMoravy给出了两个理由。

    第一个是驾驶感受。后驱车的动力全部从后轮输出，开起来是被从身后推着往前冲的感觉。Lars在Hagerty的采访里说，这种感觉「有一种很本能、很情绪化的东西」。

    第二个理由更关键。四驱是为了把更多动力传到地面，新Roadster换了一种办法，用吸地风扇和气动下压力把车压向地面，抓地力够了，动力全部输出到后轮也能跑出极限的加速成绩。

    图片来源：MotorTrend

    后轴上的两台电机功率各约500千瓦。MotorTrend提到，这套电驱从Plaid的三电机系统演变而来，电机少了一台，体积更小、更轻，功率更大。而且按照Lars的说法，两台电机加起来的扭矩和功率，比Plaid三台电机合计还要高。转子沿用了Plaid的碳纤维套筒，材料里加了钴，根据他的描述，功率密度提高到接近原来的三倍。

    传动结构也做了简化。每台电机通过一组减速比8.4的行星齿轮直接驱动一侧车轮，没有差速器，左右轮独立控制，两台逆变器各负责控制一台电机，互为冗余。

    三、为赛道重新设计的4680电池

    图片来源：MotorTrend

    全新Roadster的电池包依然铺在车底，电芯是定制版4680，电芯内部的材料配方也是为这台车单独调整的。Lars解释，定制的目的是让电池能输出更大的功率。电芯在加州的试产线生产。和普通版本的4680相比，具体做了三处改动。

    一是电芯外壳从钢换成铝，更轻，导热也更好。

    二是冷却方式。常规做法是两排电芯中间夹一根冷却管，冷却液走U形回路；新Roadster改成每排电芯两侧各一根冷却管，冷却液从一侧流进、另一侧流出，只走一遍。

    Lars介绍称，这样做的目的是让电池在整个使用周期里输出都保持稳定，目标是支撑25到30分钟不限功率的赛道驾驶。

    三是电池包上盖从钢板换成钛板，同样的热防护，做得更薄更轻。

    不过电池的容量规格，目前还没有定下来。

    图片来源：MotorTrend

    特斯拉首席设计师FranzvonHolzhausen在采访里中提到115千瓦时，Lars在另一段采访里则透露「100千瓦时左右，电芯配方还在最后确定」。

    快充方面，Lars说这套电池可以支持500千瓦以上的充电功率，从10%充到80%的目标是10分钟左右，「绝对在15分钟以内」。

    右：特斯拉首席设计师FranzvonHolzhausen｜图片来源：MotorTrend视频

    和电池容量一样，这些都还是目标值，最终数据要等特斯拉在量产前正式公布。

    续航从最初620英里降到300英里出头，这是Roadster这台车从概念到量产，做出的最明显的取舍之一。马斯克在2021年2月的JoeRogan播客里就质疑过「超长续航」的意义。

    他的原话是：「如果你问大家，大家会说想要600英里续航。可这意味着大部分时间你都拖着一块用不上的电池，它会让车变慢，还会影响操控。」Lars对此的解释更直接一些：「驾驶者的车不该有2000公斤，连1800公斤都不该有。」

    新Roadster的目标整备质量在1700公斤以内，但最终数据还没有公布。作为参照，马斯克在2018年的Rogan播客里提到过，初代Roadster大约2700磅，约合1.2吨。

    图片来源：TopGear

    四、地效风扇：电机来自热泵空调

    轮胎能提供的抓地力有上限。Lars在发布会上给出的数字是1.26G，他在Hagerty的采访里说得更直白一些，橡胶的摩擦系数「很难超过1」。

    图片来源：TopGear

    跑车要提升抓地力，传统的办法是靠尾翼、扩散器这类气动部件，利用车身周围高速流过的空气产生下压力，把车压向地面。这种下压力随车速升高而增大，低速时几乎不起作用。新Roadster用四个风扇，来弥补低速时下压力不足的问题。特斯拉内部把这套系统叫作「suckersystem」，可以直译为吸盘系统。

    四个风扇装在车尾扩散器的位置。驱动风扇的电机来自特斯拉的热泵空调系统。热泵是特斯拉从ModelY开始使用的热管理方案，负责座舱的制冷制热，也在座舱、电池和电驱之间调配热量，核心部件是一台由电机驱动的高压压缩机。

    按照Lars的介绍，Roadster的风扇就是在这款压缩机电机（连同配套的逆变器）的基础上改出来的。热泵上用的原版电机功率12千瓦，特斯拉把转速提到每分钟15000转以上，目标是让每个风扇达到20千瓦，四个合计约80千瓦。据Lars表示，这部分还在调试。