意圖顛覆載具能源使用習慣的智慧載具, Gogoro 結構技術解析

2015.04.20 11:04PM
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是意圖顛覆載具能源使用習慣的智慧載具, Gogoro 結構技術解析這篇文章的首圖

在今年 CES 由台灣團隊所展出的新形態智慧載具 Gogoro 日前宣布將於夏天在台推出,以科技化的設計還有顛覆能源使用習慣的電池交換模式吸引不少消費者的注意,這款新型態的智慧載具為什麼會這麼設計、它的結構有甚麼過人之處?這篇文章也許可幫助你更了解 Gogoro 。

先前在發表活動中有談到, Gogoro 是一款為了解決 PM2.5 城市空氣汙染的新時代載具, Gogoro 團隊也並非將自身定位在電動機車製造商,而是一家具備顛覆交通與能源使用型態的解決方案公司。

既然是新型態的公司,沒有了傳統機車設計的思維包袱,也可更天馬行空; Gogoro 也將目標客群定位在年輕化、願意追求新科技的一群,因為他們相信這樣的族群對於具有設計感、性能優越且高科技的 Gogoro 會更有興趣,然而若只重視超值,抱歉,你會有其它更適合的選擇;故 Gogoro 一開始就不是要做最便宜的電動車,而是一台高科技、高性能的智慧載具。

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Gogoro 將結合物聯網的概念,整合手機、車輛、電池與充電站,以智慧網路的方式緊密的結合,提供駕駛前所未有的電動載體驗,為何選擇無線技術?因為無線少了線材與接點的耗損,比起有線可靠度更佳;車輛透過藍牙與手機結合、蒐集車輛的相關資訊,以 3G 或是 4G 傳遞到到網路平台,藉此分析車輛的狀況,駕駛也可透過手機自定義車輛的特性,這部分在明天的體驗會有更深入的介紹。

至於鑰匙、電池與充電站則透過 NFC 進行溝通,作為電池與車輛的防盜、電池與車輛的匹配、電池放到充電站後交換新電池以及提供駕駛電池健康狀態與車輛里程資訊等,沒有驗證匹配的電池,也無法發動騎乘,充電的同時,也會將使用認證轉移到新電池,另外 Gogoro 也將車輛的韌體透過充電站轉移到電池上,當車輛在充電站交換電池後,車子會在關機的狀態進行系統更新。至於充電站除了持續透過資訊交換取得電池資訊外,也可呼叫服務平台為充電站的電池進行調度,讓駕駛隨時都有新電池可用。

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在 Gogoro 的概念,在家充電並不適合都會載具,尤其對於台灣來說,在都會的駕駛鮮少有地方能夠幫車輛充電,把電池搬到公寓重量不輕,而公共停車區域要建設充電站也還有住戶意見的問題,所以 Gogoro 採用電池交換的模式取代自行充電。

透過此模式, Gogoro 車主並不包含電池的所有權,電池是採用租賃的,所以車主也不用去擔心電池保養問題;目前在台灣的初期商業模式,也傾向採用月租不限里程方式,等到用戶數量到一定程度再考慮進行用量價格分級。

回到 Gogoro 設計,為什麼多數的年輕族群、甚至多數的消費者不愛電動車? Gogoro 分析有五個方面的狀況:不快、續航力低、充電太久、充電站難尋、外觀設計不佳;而 Gogoro 的目標,就是以顛覆這五大刻板印象打造新世代的騎乘體驗。

Gogoro 不像一些想要省麻煩只想打低價客群的電動車一樣,他們要求這台車具備高性能,續航力也不能太差,其次是一次電池在都會使用情境約可三到四天更換一次;依照統計,台灣機車族群平均一個月 400 公里、高用量族群約 600 公里,而 Gogoro 最大約 100 公里的續航力應該可讓都會使用者 3-4 天交換一次電池即可。

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性能方面,雖然 Gogoro 長的一副可愛、圓滾滾的樣子,但也別小看它; Gogoro 的性能可是超越 100cc 級,且在都會使用的時速下更可在多數的情境讓 125cc 車種連車尾燈都看不到,畢竟它可是一台具備在紅綠燈幾乎都是第一個衝出去的車子, 0-50 公里在運動模式下僅 4.2 秒,遠高過普遍 125cc 的 5.03 秒。

這樣的性能就是由於高放電量的串聯電池、馬達控制器、高效能馬達、提供高扭力的齒輪箱、碳纖維輕量級皮帶、輕量化輪圈、輪胎以及 Regen ( Re-Generation)能源再生系統所累積出來的,而且從電池結構、馬達、車體設計都是由 Gogoro 獨自設計,並非延用現成的方案。

電池模組是沿用 Panasonic 的車規 18650 鋰電池電芯,也是用於 Tesla 的電芯,不過 Gogoro 是目前唯一一家獲得 Panasonic 核可使用此電芯的二輪載具商;至於防護結構與供電設計則由 Gogoro 自行設計,且搭配動能回收系統,還可在降速與煞車下幫電池進行回充。

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負責 Gogoro 心臟的馬達雖然小巧,卻完全顛覆了 Gogoro 團隊對於電腦模擬設計肯定優於人的經驗的想法;他們設計這顆馬達前先是用電腦算出最佳動力的設計,並將銅線編織結構交給擁有多年經驗的老師傅,要老師傅設法照著模擬的方式纏繞,但老師傅一看就說這設計肯定不行;當老師父後來無法達到預期的效果,並表示體積將會超過小玉西瓜的尺寸,他們索性自行試圖編織,最後終於完成模擬出的編織方式,後續透過模擬不斷強化精進,扭力已經達到他們原本照模擬設計的兩倍,且能源轉換僅有 2% 產生熱能,其餘都順利的轉為動能。

而馬達的位置配置與採用碳纖維複合皮帶一切也是為了帶給 Gogoro 最佳的性能;不同於一般電動車將馬達置於後軸, Gogoro 的馬達則位於車架上,因為這樣才能使後避震系統的負擔減輕,整套系統相較傳統機車簧下重量動輒 40 公斤, Gogoro 後避震等於只有後輪與碟盤等機構,僅有 9 公斤。

同時這台纖維製的傳動皮帶是由美國哈雷機車的碳纖維皮帶製造商生產,有著比傳統鍊條輕、不會生鏽、不用潤滑油等優點,所以也不像鍊條容易因潤滑油沾到碎石的問題,且只要使用高壓水槍即可維護;而馬達連接的行星齒輪組更將原始輸出 25 牛頓米的動力放大到 161 牛頓米

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而 Gogoro 的冷卻系統則混合了氣冷與水冷,至於為何要動用到水冷?也是為了效能的極大化;雖然 Gogoro 的馬達相較傳統電動車發熱量已經少很多,但為了要能使連續騎乘的性能能維持一致,故導入一套從馬達到電力管理系統皆可包覆的空、水冷混和冷卻系統,且由車架著手提供風道;藉由此套高效率的散熱系統, Gogoro 能在激烈操控下仍使水溫不超過沸點,同時還能夠連續爬 17 度坡道以時速 30 公里而動力不衰竭。

另外 Gogoro 的動力系統與供電模組都是採取單螺絲模組化,透過一顆螺絲就可將結構卸下進行維護,同時透過定位卡榫搭配螺絲的設計確保裝配的精確性以及穩定性。

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電動車本來就有低速大扭力的特色, Gogoro 更可快速的在 2000 轉左右就達到馬力與扭力的輸出好球帶,基本上從 0 加速到表速 80 公里都是行雲流水,雖然在尾速方面不及 125cc 機車,但仍能順利的達到表速 95 公里的水準,先前媒體試駕曾有車線記者以趴車的方式達到 107 公里的高速。

另外 Gogoro 也導入 Saferide 線傳電子油門設計,透過針對騎乘舒適感的線性化輸出配置,不僅有著傳統機車未有的加速曲線,同時也不像多數電動車一加速車輛彷彿暴衝的問題。

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Gogoro 的 Aeroframe 車架設計也相當精采, Gogoro 不採傳統的鋼管車架,主要的骨架由四塊鋁金屬構成,其中最大的 A Part 是由單一塊鋁合金以九軸方式進行沖壓,並不藉由鎖點或是鉚釘接合,而是透過航太級接著劑黏貼;為何不使用鎖點或是鉚釘?因為傳統的接合方式會讓組件與組件之間以鎖點為負荷支點,長期下來會造成鎖點的強度下降甚至傷害結構,至於工業接著劑可使零件之間的接處點平均分散,使各組件更耐用。

且此車架還考慮到空氣力學,極簡的設計也有降低風阻的概念,同時還具備導風到散熱系統的使命,另外 A Part 的前方還可與車子的揚聲器共振,使 Gogoro 的各類音效可被放大、使駕駛更容易聽到 Gogoro 發出的聲音。

也由於採用金屬一體式骨架結構, Gogoro 乾燥重僅 94 公斤,加上電池為 112 公斤,相較普遍 125cc 機車是相當輕盈的,而先前也曾有兩位雙載體重高達 180 公斤的媒體試乘,也還能順利的達成使命。

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Gogoro 就連側柱與後座踏板在收納時也是依循空氣力學的概念,設法將收納後與車身平貼,減少行駛風阻,同時也有與車身線條更融為一體的概念。

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被開發團隊戲稱為雞腿的龍頭,除了搭載高科技的液晶面板設計外,開發團隊為了降低整體風阻也是無所不用其極,將煞車的總泵隱藏在龍頭內部,以車殼藏起,但同時前方有一個透明的小窗,用手電筒照射後可看到煞車油的殘量。

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在避震設計方面, Gogoro 採用前單臂倒插、後四軸多連桿設計;前避震採用倒插式單臂結構,主要的目的是使避震壓到窟窿時維持直上直下,避免雙叉設計造成左右避震施力不均的穩定不佳情況,同時在結構加入兩塊銀色的輔助強化設計,使前叉能夠垂直作動。

後避震乍看下是只有一根避震,但它的結構卻是由汽車的多連桿結構演化而來,透過四個軸點,搭配強力的彈簧,以及先前提將簧下重量盡可能減少,使避震能夠快速的回彈,同時四軸多連桿還可讓前後輪無論何時都維持相同的輪距,這是傳統機車避震之所不及的地方。

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另外, Gogoro 的配重與制動系統也是一時之選, Gogoro 車體擁有完美的 50:50 配重,拆掉中柱後更具備高達右側 48.5 度、左側 45 度的驚人傾角,搭配前後碟煞、前對向雙活塞卡鉗設計也足以負擔都會使用,當然如果想要更進一步進行激烈操駕,制動系統與輪胎都還有可升級的空間,像是加大碟盤、對四卡鉗、金屬油管、競速級車胎等等。

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至於 12 吋輪框方面採用鋁合金六爪設計,同時採用單螺絲鎖點,搭配專屬的防盜螺絲設計,表面進行多次塗層處理,輪胎則是與台灣正新瑪吉斯共同開發,具備高抓地力的特性。

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關於設計理念與結構介紹先到這邊,下一篇會談到道路實際試乘的情況。

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