三种增程式混合动力模式分析以及对理想one增程模式的解析
- 1、90%以上的增程式电动车没电后启动增程器的策略简直是一种灾难,噪音、振动、油耗、加速差等;
- 2、理想one的增程式是直驱电机,这样效率更高;
- 3、理想one采用了发动机发电直驱电机+大电池方案,与此前企业所使用过的增程式策略都完全相反,相当于有了巨大的内存。
- 4、之前大企业没有用心思考其中的解决之道,过去的增程式技术最基本的策略都是错误的,理想one将会如iphone对触屏的革命性改变一样,吊打个大企业,充分满足客户需求。
- 车辆续航里程达到75英里或更多;
- 增程器提供的里程要等于或小于电力续航里程;
- 除非电池电力完全耗尽,否则无法启动增程器;
- 在正常相对匀速和平坦路面的驾驶工况中,车辆对电机的功率需求不高,当电池电量充足的时候,电池直接驱动电机(工况1);在巡航工况,当电池电力到达一定soc范围,发动机带动发电机直接驱动电机,多余电力为电池充电(工况2)。
- 在加速和爬坡等工况时候,由于小电池无法支持电机的功率需求,电池输出的同时,发动机发电为电机供电(工况3),在放松加速踏板、刹车和下坡的时候,动能回收为电池充电(工况4)。
- 由于电池容量小,note e-power不提供外部插电充电功能,被宣传为“不需要充电的电动车”。
- 纯电续航180公里,增程式续航超过620公里;
- 标准模式30%电量触发增程器,增程器的转速范围1250-4000rpm,输出功率8-62kw范围。李想以及其推荐的几个言论反复强调,理想one的发动机发电不会直接进入电池,而是直接驱动电机。
- 电池的充电只有两种工况:1. 刹车和减速的动力回收;2. 整车需求很低的时候发动机发电余量反馈给电池(优先给车轮)。
- 如果长时间增程,客户可以选择增程模式,将在70%电量即打开增程器。
- 发动机功率过低,无法承担直驱的重担。在设计领域一般认为,如果以发动机直驱作为主动力,发动机功率应大于峰值功率的一半,同时接近或者超过电机的额定功率。如果发动机的功率过低,那么一方面发动机的工况波动就会非常巨大,被迫需要支持宽工况范围的运行;另一方面,实质上主动力依然来自于电池,发动机直驱的意义不明显。理想一直在强调所谓100公里匀速驾驶所需的能耗只有20kw,推导出62kw峰值功率的发动机功率足够,这是对整车工况的彻底误读。根据日产的报告,英菲尼迪QX50在100公里平坦路线驾驶的平均能耗也仅有12Kw,但是这并不影响QX50还要通过可变压缩比技术提升峰值功率和扭矩。特别是用户打开空调、大灯以及娱乐系统(甚至还是计划要上的自动驾驶系统的能耗)、在驾驶过程中遇到坡道、急加速工况等等,动力系统必须具备相当的功率储备以应对。而过小的发动机功率是得客户的工况稍微变动就会超过发动机的工况变化范围,那么发动机必然处在频繁的工况切换的过程中。
- 从上面的对比数据中其实可以清楚的看到,无论是从发动机功率比电机峰值功率比,还是发动机功率比整车重量比(推重比),理想one是一个充电宝的身子,却拼命要做直驱的命,这怎么可能做的好?
- 由于发动机过小,发动机工作区间太大,对发动机的技术需求提升。查看车展展示的发动机,可以看到进排气VVT、增压直喷、穿缸体的平衡轴等一系列的技术配置,这款发动机基本就是正常的一款燃油版的发动机。
- 纯电里程可能快速缩水,增程油耗并不占优。NEDC纯电里程为180公里。这个纯电里程应当是理想的40kwh电池的可用电量耗尽的里程,而不是30%扣除的里程。换言之,预计理想one的可用电量大概在37kwh附近,百公里耗电量预计为20kwh左右,实际触发增程器的里程为126公里,在冬季,预计这个实际纯电可用里程会下降到75km。我也注意到有测评称其在城市工况下的油耗只有6.4L. 这个结果事实上是有水分的,因为在这个过程中电池剩余电力驱动的占比可能很大,发动机介入的比较少。甚至我们不知道当时到底是不是开着增程模式。而这类策略,高速油耗的增大比例是超过纯电动车差异的。关于理想one冬季发动机余热加热的问题我放在item10讨论。
- 有些人以增程油耗来算发动机平均效率,这种做法并不正确,因为在增程阶段依然在耗电。
- 理想one反复强调发动机不是充电宝,这一点本身没有太多的意义。首先,即便以宝马i3为例,电池系统的灵活性很强,发动机的集成度优势很大,而且在有限的电池容量下车辆的实际纯电续航里程很高,这不是宝马i3增程版的劣势;其次,原本对于直驱式来说,理论是发动机输出主功率,小电池来缓冲,现在将缓冲的电池区扩大来凑国家的法规纯电续航里程,但是问题在于发动机的功率太小,在实际驾驶工况下,很可能实际输出电力中很大一部分都要电池负担,而为了维持电池的soc,发动机的电依然在大量的被用来为电池充电。如果以30%启动增程器,还要保持电池的健康度,在例如坡道+空调打开+车道加速穿行过程中,由于无法预知工况,回收电量不足,电池的soc维持困难后,发动机事实上就要被迫全负荷输出充电(甚至可能还会不足)。因此,长里程以70%电量打开增程器可能不是建议,而是必须,否则可能会在极端工况面临动力不足。这样的话,一台代价昂贵和增加维护成本的全工况发动机的实际意义就被打了折扣了。要充分实现直驱的效果,我个人还是建议2.0L自然吸气发动机或1.6T增压发动机(为了空间)为妙。
- 理想one的发动机很可能是一个现成的没有经过优化的燃油发动机,由此可见,目前理想one的实际完成度可能并不高。查看发动机的时候有很多端倪体现出这一点,例如由于空调压缩机的驱动不再是发动机,那么发动机的长皮带取消了。但是在理想one的发动机上,所使用的减震皮带轮依然保留了外部的皮带槽,也没有进行进一步的减震优化。这很明显就是简单的把一台标准发动机的外圈皮带取消的结果。
- 理想one之所以采用1.2T而不是更大的发动机,一方面可能是理想只能买到这款发动机,另一个方面是理想one的布置集成度可能只能布置下这台1.2T的发动机,最后就是成本方面的原因。其中,空间布置会是一个大问题。理想one的硬件空间布局相对来说比较粗糙,发电机、电机和电控及热管理部分在平台上要么缺失了一部分没有展示,要么显得集成度不高。这些可能都影响了理想one的发动机选型。如果是因为有人根据NEDC考试工况判断只需要这么大的发动机,那么这种所谓的“专家”建议理想汽车还是尽早开除为妙。
- 由于理想one的发动机工况范围过宽,理想one同时面临三缸机的NVH挑战,而前舱的布局令其挑战难度更大。认为三缸机不过怠速区那么其NVH就相对好做的理解其实非常愚蠢。在1200-1500rpm附近还有与传统整车构架影响的共振区。在目前的布局中,前舱发动机Mount的结构单薄,而且在实际展出的平台中看起来还缺失了部分Mount的实际结构。而目前理想one的策略导致发动机的工况范围过大,在我看来以理想汽车的实力,这里面有太多的坑理想根本不可能在1年内能解决的。
- 在现场理想的工作人员其实介绍了理想的多种灵活的模式,包括冬季的时候可以利用发动机余热减少纯电的损耗,以及可以选择增程模式,那就是发动机在70%电量的时候就启动增程器。
- 但是这里事实上我们需要认真推敲一下逻辑:
- 冬季续航里程缩水对于纯电动的液冷电池来说首先是需要用自身的电池电量预热,然后是空调的热风用电损耗,理想认为,前者会损失电量,后者使用PTC加热能耗巨大,而拥有发动机的理想one可以利用发动机的废热加热。那么我的解读是:
- a、这意味着理想one在冬季无视电池电量就需要启动增程器烧油,但是如果此时电池插电是满电状态,发动机又没有怠速工况,那么发电出来给谁呢?而且既然都已经起燃增程器开始烧燃油了,这时候还谈什么纯电续航里程呢?
- b、仅靠一个小小的1.2T增程器启动并不能快速升温,而且会另这段时间的燃油耗比较糟糕。发动机起燃后头3分半节温器甚至还没有因为温度上升而打开(电控2重逻辑:
- 1. 时间,因为座舱需要热风,到时间强制打开;
- 2. 水温,如果常温或者炎热的时候,温度一到设定值提前打开。冬季一般起燃后温度上升很慢,只能到时间强制开),即便强制打开节温器,这时候的发动机水温并不高,与整个热管理系统的冷水融合会进一步降低发动机冷却水的温度,使得发动机的水温更上不去了,
- 一方面会导致发动机的燃油耗快速爬升以及潜在的机油稀释问题(参考本田的机油门), 另一方面客户的空调也并不能及时的拿到热风,依然要用电启动热泵。 其实目前即便是纯电动汽车也渐渐抛弃能耗巨大的PTC加热,而改用热泵空调。 所以为了减少冬季电量的损耗维持冬季纯电的续航里程,理想one决定直接跳过纯电续航提前启动增程器(而且可能会因为增程器太小短时间的加热效果不好),这到底是个什么逻辑……
- 在媒体测评中理想one就开了这种70%电量即触发增程的模式。这里有一个不大不小的法律问题。根据我国《新能源汽车推广补贴方案及技术要求》的规定,插电式混合动力(含增程式)纯电续航里程应大于50km,而且根据其(二)-5条之规定,若纯电续航里程低于80km的,B状态燃油消耗量应当与现行的常规燃料消耗量国家标准中对应限制相比小于60%,其中55%-60%按照0.5倍补贴,55%以下按照1倍补贴。问题在于,理想one的标准模式30%启动增程器是完全满足80km以上和整车耗电量指标,可以满足国家的新能源牌照要求与补贴要求,但是如果理想one开启增程式模式,且不说我认为70%电量模式纯电的里程可能不足50km,即便可以直接按照180*0.3=54认为满足50km,理想one的NEDC燃油耗大概为7.3L,不满足80km以下小于国家燃油耗控制目标60%的新能源标准。如果冬季冷态即0公里启动增程器,这种法律上的漏洞我不知道国家到底如何来理解。我觉得理想汽车肯定没有考虑过这个问题。这不是一个简单的积分大小的问题,而是是否会划归为新能源车的问题。考虑到BMW i3增程式在美国若享受加州补贴政策就不允许提供手动调整增程模式的说法,我认为理想one的很多模式,工信部要好好的考虑一下策略。
- 11、理想one既布置了一套完全的三电系统,又要布置一套正常尺寸油箱的全工况三缸发动机,可是在动力整合方面又没有VELITE5的逻辑控制空间较大的集成系统,在动力配置分配方面又存在发动机功率极不匹配整车配置的情况,进而导致了多个问题。而导致这些失误的根源,是理想one在各个领域技术深度的缺乏。理想one看起来很美,但是实际细看这下,却是一套“要你命三千”式的大杂烩。
- 基于纯电动汽车的构架,插空布置小型增程器。可插电的纯电续航在soc30%触发增程的条件下也应保证纯电的实际驾驶工况(而不是NEDC)的城市通勤续航,我个人的建议是折合NEDC续航200km以上。然后小型增程器应当尽可能简化和轻量化,简化工况。这种增程式架构可以基于纯电动架构开发。
- 基于微混/混合动力构架的发动机发电直驱式。取消变速箱和驱动轴,电驱动的前驱和四驱皆可。其中重要的一点是务必要控制电池电量,降低成本。发动机的功率要大于等于电机额定功率(或峰值功率一半以上),通过策略的优化尽可能在考虑发动机各种工况直驱的条件下依然要确保发动机尽可能窄的工况范围。这样发动机就可以避免做成全工况发动机,至少锁定转速,简化正时系统的复杂程度。
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