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續航可達1000公里 增程式電動車淺析

2018-12-06
關鍵詞: 電動車 增程式

  提起車和家,我們第一反應想到的就是汽車之家的創始人李想,算來這次開創理想智造已是他第三次創業了,但是進軍乘用車領域中的制造業可并不是一件簡單的事,隔壁蔚來ES8在推出前可謂是賺足了眼球,然而交車后的屏幕死機、車況不一、車載BUG等一系列問題令車主們頭痛不已。同是媒體出身的李想這次卻選擇了另一條截然不同的道路,提出了完全不同的解決方案。

  按理來說一家新興的造車新勢力都會選擇相對成本易控,技術較為成熟的電動車方案,而理想智造ONE卻是一臺增程式混動車型(Range Extended Electric Vehicle),據官方介紹,作為理想智造品牌的首款產品,“理想智造ONE”定位于豪華中大型智能電動SUV,提供六座七座兩種布局,整車采用純電四驅的電動平臺,通過大容量電池組和高功率增程發電系統的高效配合,使其NEDC綜合續航里程超過700km,市區工況最大續航里程超過1000km。國內消費者對增程式的了解可謂少之又少,如此冒險走這步棋到底是為何呢?

  何為“增程式”(REEV)

  在聊理想智造為何將ONE打造成增程式而非純電前,我們先來了解一下何為“增程式混動車”?我們既可以叫它為“增程式混動車”,因為此種車型也確實搭載了一臺內燃機,但從嚴格意義上來講,我們更應該稱其為“增程式電動車”!原因在于在這種車型上搭載的內燃機官方術語叫做“增程器”,顧名思義它不是用來直接驅動車輪的,而是用來帶動發動機給車載電池充電用,所以判斷一臺車是否為增程式的最簡單的定義是:一臺搭載了內燃機卻始終以電能來驅動的汽車。

  增程式電動車的原理其實也非常簡單,分為兩種情況:

  電池電量充盈的狀態下:增程式電動車就是一臺純電式車型,和純電的性能特性完全一樣,起步便全扭矩輸出,行駛安靜沒有噪音,內燃機也處于休眠的狀態。一般增程式電動車的續航里程是比純電車型稍微弱一些的,這是因為裝載有內燃機自重也不輕,為了避免整車過重消耗上升得不償失,電池的容量都不會太大。

  電池電量饋電的狀態下:增程式電動機的動力部分可以看成一種簡易的串聯結構,即:內燃機(增程器)→1號電機→電池→2號電機→車輪。滿電狀態純電行駛時僅有“電池→2號電機→車輪”這一部分在工作,而當饋電時,內燃機通過行車電腦自動啟動,帶動1號電機為電池充電,也即是將動能轉變為電能進行儲存。

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  那么我們怎么知道何時是屬于饋電時段呢?或者說什么時候內燃機會啟動呢?這里要引入一個概念:核電狀態——SOC(State ofcharge),它是用來反映電池的剩余容量,其數值上定義為剩余容量占電池容量的比值,常用百分數表示。其取值范圍為0~1,當SOC=0時表示電池放電完全,當SOC=1時表示電池完全充滿。每家車企的SOC數值都不盡相同,但可別小看這個數值,它關乎著一臺增程式電動車的內燃機排量、電池容量、行駛品質乃至是動力感受!

  先來解釋下SOC為何會影響一臺車的排量和電池容量,假設某品牌的一臺增程式電動車的內燃機排量僅有1升,這意味著內燃機作為一臺“發電機”帶動電機發電的能力肯定是不如更大排量的發動機的,而且為了有效降低油耗,增程式電動車的內燃機總是在最高效的狹窄區間內工作。

  簡單來講就是充電量是恒定的,越大排量的發動機在單位時間內充進電池的電自然也就越多。那么如果這臺車的SOC值設定得過于低,假設只有“0.1”,意味著電池僅剩10%電量的時候內燃機才啟動開始充電,僅剩的電量非常稀少,那么行車電腦只能限制你開車的速度了,自然也就影響到了行駛品質和動力輸出了。

  顯然這是非常不合理的,所以發動機排量小的增程式汽車,在設定SOC數值時都會設定得比較高一些,避免出現以上這種被限制動力輸出的情況發生。除此以外還有一種辦法來避免問題發生,那就是加大電池的容量,使得即使SOC設定得比較低,電池內所剩的電量也足夠你大油門超車使用,所以增程式電動車的內燃機和電池至少需要其中一項比較強大,當然兩項都強大自然是最好的,就是車更加重,使得拖動龐大身軀更費電得不償失,如何平衡重量和排量以及電池容量間的平衡是各家車企需要自己摸索的,而調節的重要手段之一就是這個SOC數值。

  那么回到原來的問題,為何李想要將理想智造ONE打造成增程式電動車呢?我們得從三個方面來看:

  成本控制

  純電汽車是目前造車新勢力的主攻陣地,無論是蔚來、威馬、云度還是愛馳無一所造的不是純電SUV車型,技術普及率和研發基礎都比起增程式要多得多,所以在目前全民研發生產純電汽車的大背景之下,增程式電動汽車的成本不僅比插電混動高,甚至比純電還要高一些。在純電的基礎上還要再加一套內燃機和額外的電機組合,導致制造成本居高不下,國內市場在售的BMW i3增程式和通用別克沃蘭達售價不菲就是最好證明。

  里程問題

  這是純電汽車永遠繞不開的痛,在電能儲存的體積上全球都遇到了瓶頸期,縮小體積的技術像擠牙膏一般進步緩慢,如果未來仍沒有一個曠世奇才在電池儲存技術上突破的話,純電車型的續航仍將得不到一個完美解決辦法。而增程式在饋電情況使用汽油輔助是目前最好的過渡方式之一了。

  政策問題

  目前國內的新能源政策一直在變化且沒有一個明朗的前景,到底未來如何誰也說不準,但以國外的經驗來看,增程式電動車(REEV)的前景還是比單純的插電式混動(PHEV)要好一些的,原因在于政策傾斜和補貼標準有一點非常明確,車型不能有發動機直接硬連接車輪,也就是說不允許汽車的車輪直接被內燃機驅動,顯然插電式混動是不符合規定的,本田雅閣混動所搭載的I-MMD系統其實和增程式系統非常相近,但正因為在高速巡航時發動機直接連接車輪這一點導致它并不能享受增程式電動車的補貼和新能源牌照福利。

  是因為本田傻嗎?其實不是,因為內燃機帶動電機發電充進電池,再從電池輸出到2號電機帶動車輪轉動會產生非常多的熱消耗,浪費了非常多的能源,即便像理想智造ONE這樣內燃機除了充電外還直接帶動2號電機驅動車輪也仍會損失不少能源,遠沒有內燃機直連驅動車輪效率高,這么看來增程式也并不是完美的,在純電真正普及變實用的未來到來前也只是比較好的替代罷了。


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