對於消費者而言,最容易注意到的,自然是 BMW i8 酷炫的外型與上掀式的車門。然而,支撐著這酷炫外型下的全新科技概念,對於汽車產業而言,更是一種全新的衝擊。

厚積薄發

對於成果來看,從 Vision EfficientDynamics 概念車的展出,到 BMW i8 的開發完成發表,似乎僅花費 4 年的時間就達成了。然而,進一步思考就可以知道,這是不可能的任務。因為對國際級汽車大廠而言,即便是傳統內燃機車輛產品的改款工程,也都需要 3 到 5 年的時間才能達成,而打造一輛原本不存在、動力系統完全不同的產品,所耗費的時間與資源,更是數倍於此,更不可能是憑空冒出來的產品。

之所以 BMW i 能夠有這麼快速的發展,的確不若表面上看起來那般的一蹴可及的。事實上,早在 70 年代石油危機之後,BMW 就開始對於替代能源進行研發與發展,電動車與氫動力車,都是研究的標的。1972 年的奧運選在 BMW 總部所在的慕尼黑所舉辦,當年 BMW 便已經展示了 1 輛以 1602 車型所改裝的純電動產品,為 BMW 在電動車產業的發展,開啟了先河。在 40 年不間斷的投注之下,讓 BMW 在電動車的領域內有深厚的實力,也讓能在決定推出電動車產品後,立即接軌。

BMW 對於氫動力與電力驅動的研發,都有 40 年的投入,因此可以在決定轉向時,迅速做出令人驚豔的產品。

就我個人的觀察,i8 的推出,是向 BMW 傳統支持者的一種信心喊話。雖然概念車的推出在前,但是 i3 的發表及量產卻是 i 品牌的第 1 炮;i3,證明了 BMW 在環保節能科技上的實力。而 i8 所要證明的,是在環保節能的同時,BMW 重視的操控與樂趣,依舊完整的保留著,也就是從 Hydrogen 7 以來,一直強調的 EfficientDynamics 精神。

在這樣的考量之下,i8 的動力系統,與 i3 純粹以馬達做為推動能量來源的設計不同,採用的是電動/引擎獨立動力、混合輸出的獨特設計,並加入以電力系統充電的設計,打造出獨特的插電式混合動力油電複合動力架構。

BMW 早在 2009 年的概念車,就已經提出複雜的動力系統,由 139 匹輸出的馬達驅動前軸,51 匹的馬達與 163 匹的柴油引擎協力驅動後軸,最大綜效輸出甚至可以超過 3 者相加而達 356 匹。原廠對於 Vision EfficientDynamics 的動力輸出設定,在起步時為純電動四驅設定,高速巡航時為高效率柴油引擎後驅,再加速時則再輔以電動前軸的加入,以達成最佳的效果。在 BMW 的設定中,Vision EfficientDynamics 風阻係數為 0.22,靜止到時速 100 公里加速為 4.8 秒。

Vision EfficientDynamics 的動力系統相當複雜,以前後軸各 1 具馬達,加上 1 具 3 缸 1.5 升柴油引擎所組成。

然而 i8 在設計上與 2009 年的概念車有了相當的不同。後軸依舊有碟型馬達與引擎及後軸連結,但主要做為能量回收及發電之用,並不做為電動驅馳的動力源,因此 i8 的前軸單純由 1 具輸出 131 匹的馬達所驅動,後軸則換上了 1.5 升 TwinPower 渦輪增壓的汽油引擎,輸出動力提升為 231 匹之高,讓其綜效馬力的輸出略增至 362 匹。

i8 與 Vision EfficientDynamic 在動力架構不盡相同,前軸單純由 1 具輸出 131 匹的馬達所驅動,後軸則換上了 1.5 升 TwinPower 渦輪增壓的汽油引擎。

這樣的設計,前後軸動力系統單純化,就架構上較概念車所提出的系統來得簡化,然而其表現卻是更為卓越。而對於風阻系數增加為 0.26 的量產版 i8 而言,更大的綜效馬力下,靜止到時速 100 公里則縮短至 4.4 秒,而依歐盟對插電式油電混合動力車的測試標準,BMW 表示,i8 每公升汽油行駛則達到驚人的 47.62 公里,二氧化碳排放亦降至每公里 49 公克,表現令人驚豔,亦展現出 BMW 在過去 4 年之間於電動車科技上的突破。

碳纖維達到輕量化目標

而除了電力相關驅動系統的研發之外,碳纖維複合材料打造的車體,亦是 BMW i 品牌競爭力的一大關鍵。

現今電動車產業的發展中,最大的限制便是電池。電池是又重又貴的元件,以傳統汽車車體改裝的電動產品,每 kwH 的蓄電量,電池重量便超過 5 公斤,僅能行駛 5 公里,卻要價 1000 美元,若要符合基本行駛 200 公里範圍的需求,電池的成本就超過了 100 萬新臺幣,重量也達 200 公斤以上。相對於內燃機汽車中的引擎與變速箱等主要組件都貴上很多。

上述的實驗統計數據,最大的盲點,其實在於這些電動車輛均是以現有的車輛架構,僅用電力驅動系統取代了傳統的引擎與變速箱,因此,電力驅動系統,依舊必須扛著沈著的金屬車殼,其耗電量自然大增。

在電池技術尚未有大幅躍進的現在,想要讓替代能源車款擁有更優異的效能,BMW 想到的方法就是減輕電池負載,也就是打造輕量化車體,碳纖維複合材料成為了最佳選擇。

在現有電池技術未出現大躍進的狀況下,BMW 便想出釜底抽薪的方法:以輕量化材料打造車體,徹底解決車體重量的問題。而 BMW 所選擇的,便是近年來最熱門,F1 賽車、限量超級跑車以至於波音 787 客機車體的共同選擇─碳纖維複合材料。

與 i3 的造車方式相同,i8 在底盤、車體大樑、電池包覆以及引擎室支撐等部份,以鋁材所打造,架構出所謂的 Drive Module 部份,而在其上則以碳纖維複合材料,適當夾雜著輕量化鋁材,打造出乘員接觸到的主要乘坐空間 Life Module,兩者整合,便是 BMW i 品牌所獨特採用的 LiveDrive Module 車體打造技術。

減輕重量後電池負載降低,自然可以提升效能表現,而 BMW i8 與 i3 採用相同的車體架構,以鋁合金打造底盤結構,上方的車體則是由碳纖維複合材質打造而成,成果就是 i8 不到 1,500 公斤的車重。

由於碳纖維複合材料同樣厚度的強度是鋁材的 7 倍、鋼材的 5 倍;而同體積的碳纖維複合材料重量則比鋁材輕 30%、比鋼材輕 50%;因此所打造出來的 i3,重量大幅減輕,單位電量的行駛里程增加,讓車輛可以進一步以較少的電池,達成目標行駛里程,進一步減輕重量與成本,進入良性循環。最終結果,搭載 18.8kwH 電池的純電動版 i3,在超過 100 公斤的電池負擔下,車重仍少於 1200 公斤,平均每 kwH 的電量,行駛距離可達到 10 公里,表現亮眼。而追求駕駛樂趣與環保兼顧的 i8,除電動系統外還搭載著渦輪增壓引擎、6 速雙離合器變速箱,以及多樣智慧型底盤系統,車重因素所致,其節能效果自然無法與 i3 相比;但是在碳纖維複合材料的輔助下,電池容量 7.1 kwH 的 i8,總重量不到 1,500 公斤,純電動行駛距離達到 37 公里,總行駛里程上看 600 公里,不論性能或是實用性,均優於市場上眾多替代能源車款,令人印象深刻。

相對於傳統跑車,BMW i8 每次行駛距離越短,油料使用上的節省效率越驚人,僅行駛於都會地區的話,i8 的平均油耗可超過每公升 50 公里的成績,即便行駛里程達到 200 公里內,每公升也能超過 15 公里的平均數值,表現相當優異。

而就 BMW 原廠的工程師表示,當每次行駛距離越短,採插電式設計 BMW i8 在善用充電設計下,相對於傳統跑車產品,油料使用上節省的效率就更為驚人,當僅在都會內使用時,平均每公升油耗可行駛超過 50 公里;而當單趟行駛里程在 100 公里以內,每公升的油耗亦在 25 公里以上,而若 200 公里內的行程,每公升亦可行駛超過 15 公里,對於一輛具有 362 匹馬力的跑車而言,著實是不俗的表現。

全球首輛配置雷射頭燈的量產產品

在所試駕 BMW i8 上,還有另一項令人印象深刻的前衛科技,就是 BMW 為其配置的雷射頭燈。在過去 20 年間,汽車所使用的頭燈技術不斷地大幅翻新,從原本亮度高的鹵素燈泡開始,色溫高、亮度更強、更耐用的氣體放電式頭燈,在 21 世紀起,成為全球消費市場的熱門選擇。而近三年間,LED 科技的進步,讓 LED 頭燈成為各大豪華品牌最新的競逐重點,最近改款的產品,無不紛紛裝上亮度與耗電量都為一時翹楚的 LED 頭燈,利用 LED 頭燈體積小、組合多樣的方式,突破傳統燈組的設計限制,為車輛打造不同的面向。

BMW 的頭燈組不但造型前衛且科技風十足,更將雷射遠光燈列為 i8 的選配項目,讓頭燈組的搭配變更為雷射遠光燈、LED 近光燈以及方向燈,而 BMW i8 也是全球首款配置雷射頭燈的量產作品。

BMW 除了讓 LED 頭燈成為 i8 的標準配備之外,更進一步提供全新的雷射遠光燈,供車主選配,為全球汽車公司燈具科技的競逐,揭開了全新的章節。

雷射遠光燈的光源,依舊是 LED,只是其所發出來的是高能量密度、偏振方向統一的藍紫色平行雷射光。這些光射,會被導引集中後,通過含磷成份的螢光物質,讓光線轉換為白光,再透過反射面,投射到車身前方。由於雷射光的特性,使其能產生平行、集中而且照明效果度良好的光束,其照射距離為 LED 遠光燈的 2 倍,達到 600 公尺遠。在 Santa Monica 體驗過程中,原廠產品經理帶著與會媒體輪流前往車流稀少的郊區直線道路,當切換至雷射遠光燈時,在視線所及範圍內的前方道路,完全為白光所打亮,每一個路面的反光塊與標線,都一清二楚,鋪面的瑕玼亦清晰可見,對於夜間行車安全的提升,無庸置疑。

這是在雷射遠光燈測試時以 GX1 在 ISO 1600 感光度、光圈 F 2.8、快門 1/15 秒的設定下所拍射出來的實境照,其路面的照明效果,與現場肉眼觀看的感覺極為接近,讓視線所及範圍內的所有標誌標線全部原型畢露,表現不俗。
右側為搭載雷射遠光燈的車款,從車頭前方的道路照明,清楚可以看到雷射燈具所擁有的優勢。不過,現階段有些國家對於照設範圍有其標準,因此有些地區現階段無法享受此一技術之便利,臺灣市場將雷射遠光燈列為標準配備。

不過,這款產品的推出,對於全球各國的認證法規卻是全新的挑戰,由於照射範圍超過現有技術太多,據 i8 產品經理表示:雖然 BMW 已進行詳細測試,確認不會對於來車的視線造成干擾,但在如美國等認證法規中明列照射範圍標準的國家,i8 的雷射遠光燈將無法通過認證。BMW 已就此點向相關國家進行協議與訴願程序,但在程序完備、法令修改之前,美國等國家的消費者,仍將無法享受雷射遠光燈的便利。

品牌史上第 2 款中置作品

另一個有趣的事情是,就機械配置上來看,i8 更是 BMW 旗下繼 1976 年的 M1 之後,品牌歷史中第 2 輛的中置引擎車款,唯其驅動系統,較純後驅設定的 M1,多了前軸電動驅動輔助,因而還多了四輪驅動的特性。

將引擎動力與電動馬達分別驅動前後軸的設計,在市場上 BMW 並不是唯一。然而在其他採用如此設計的品牌中,以相同規格的電動馬達成對搭配,分別驅動同一軸上的左輪與右輪。這樣設計的目的,是透過左右輪不同的動力輸出,達成 Torque Vectoring 動力轉向的目的,讓車輛的操控反應更佳。為什麼 BMW 沒在 i8 上採用這樣的設計呢?

市場上有許多 Hybrid 車款設計,乃是以相同規格的電動馬達成對搭配,分別驅動同一軸上的左輪與右輪,透過左右輪不同的動力輸出,達成 Torque Vectoring 動力轉向的目的,但 BMW i8 並為這樣設計,因為優異的前後軸載重配置,加上輕量化與低重心等優勢,得以滿足操控的表現。

i8 的產品經理笑著表示,完全不需要,眾多需求 Torque Vectoring 配置的產品,其實在其根本上有著重量配置不佳的問題,因此需要靠著電子系統的輔助來修正物理慣性對於操控之干擾。而 BMW 向來對車輛的平衡有著嚴格自我要求,i8 前軸與後軸的載重配置為 49:51,加上輕量化車體、低重心的設計,因此操控反應,已足以滿足駕駛者對於精密操控的需求,完全不需要 Torque Vectoring 系統的輔助。


i8 酷炫的外型,讓觀者有飛進未來的感受,而累積 40 年電動車科技大成的動力系統,加上顛覆汽車產業觀點的碳纖維車體打造技術,以及全新的雷射遠光燈,在在讓人感受到 BMW 對於新世代科技投入的感動。但,對於熱愛駕駛與操控的人們,最關心的議題,是 i8 是否真如產品經理所自信的,保有 BMW 對於精確操控與駕駛樂趣的精神。在原廠的安排之下,我們發動了 i8,借道洛杉磯市區,前往 Malibu,親身探尋這個關鍵的答案。