為何我們還需要摩卡DHT-PHEV這樣的動(dòng)力方案?
目前,新能源汽車(chē)增量主要體現在上海、杭州、深圳、北京、廣州等限購嚴厲的大城市,但這些地方的純電車(chē)型購買(mǎi)比例也在下降。隨著(zhù) DHT、增程式系統等沒(méi)有里程焦慮的新能源技術(shù)走向成熟,消費者開(kāi)始對這類(lèi)車(chē)型更加青睞,而且非限購的中小城市私人用車(chē)市場(chǎng),其銷(xiāo)量占比也在增長(cháng)。
事實(shí)上,在里程焦慮難以緩解的情況下,DHT、增程技術(shù)已經(jīng)受到了更多業(yè)界關(guān)注。華鑫證券在一份長(cháng)達 104 頁(yè)的深度研究報告中指出:近三年來(lái),純電動(dòng)汽車(chē)平均能量密度并沒(méi)有太大的提升,提高續航里程主要是依靠輕量化技術(shù)減少車(chē)重、提高電池數量,以及優(yōu)化電機和電控技術(shù)來(lái)實(shí)現。
報告還提到,從趨勢來(lái)看,純電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)五年仍有 30% 的復合增速,但受限于能量密度和安全性制約,續航里程和充電時(shí)間短期內的進(jìn)展,還難以滿(mǎn)足普通消費者需求。同時(shí),其還表達了對 DHT、增程式系統等無(wú)里程焦慮技術(shù)的看好,預計將在一段相當長(cháng)的時(shí)期與純電共存。
DHT、增程式系統的路線(xiàn)差異
隨著(zhù)技術(shù)和產(chǎn)品線(xiàn)逐步成熟完善,部分國內車(chē)企也在純電動(dòng)路線(xiàn)之外,開(kāi)始重視 DHT 和增程式系統的研發(fā)布局。但在具體實(shí)施路線(xiàn)上,造車(chē)新勢力相對更偏愛(ài)增程式系統,而 DHT 普遍被有豐富造車(chē)經(jīng)驗的車(chē)企選擇。
盡管都可以實(shí)現零里程焦慮,但兩者的工作邏輯和特性卻存在明顯差異。其中,增程式系統采用的是串聯(lián)結構,車(chē)輪只能由電動(dòng)機驅動(dòng),發(fā)動(dòng)機(增程器)僅用來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機供電。得益于該結構將發(fā)動(dòng)機和車(chē)輛行駛系統硬件解耦,也就可以對發(fā)動(dòng)機進(jìn)行針對性的設計和調教優(yōu)化,使其恒定在熱效率最優(yōu)的轉速運行。相比燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機轉速不斷波動(dòng)的運行工況,燃油經(jīng)濟性有明顯提高。
發(fā)動(dòng)機特性曲線(xiàn)與電動(dòng)機特性曲線(xiàn)對比示意圖
但是,這種結構能讓發(fā)動(dòng)機恒定保持在經(jīng)濟轉速的同時(shí),也意味著(zhù)電動(dòng)機要獨自應對全部工況,包括其效率偏低的中高速區間。如上圖所示,一般城市快速路、高速公路都可能處在電機滿(mǎn)功率運行、但轉矩持續下降的區間,需要消耗更多的電來(lái)行駛。
一份 ABRP(海外電動(dòng)汽車(chē)行程規劃工具)統計的 511 輛特斯拉 Model S100 日常使用數據顯示,車(chē)速在 50-60 km/h 時(shí)的電動(dòng)機效率最佳,超過(guò)該區間后效率明顯下降。在對電池相對友好的 10℃以上的環(huán)境內,Model S100 的 120km/h 勻速續航里程,甚至還不到 50-60 km/h 的三分之二。
DHT 和增程式系統的區別在于,其發(fā)動(dòng)機也能直接驅動(dòng)車(chē)輛,可以在電動(dòng)機效率較低、發(fā)動(dòng)機效率更高的工況下,讓發(fā)動(dòng)機直接參與驅動(dòng)。這不僅可以避開(kāi)電動(dòng)機的低效區間,還能夠避免動(dòng)能、化學(xué)能、電能之間來(lái)回轉換導致的額外能量損耗,達到更高的效率。
但是,DHT 由于結構復雜,想要完全發(fā)揮優(yōu)勢也需要為其多模式驅動(dòng),找到各場(chǎng)景下都能有相對平衡表現的設計「甜點(diǎn)」。比如,DHT 發(fā)動(dòng)機難以針對單一工況優(yōu)化,恒定在最經(jīng)濟的轉速運行,需要綜合其各個(gè)工作場(chǎng)景進(jìn)行標定;隨之而來(lái)的還有專(zhuān)用變速箱的開(kāi)發(fā)工作,需要考慮到發(fā)動(dòng)機、電動(dòng)機的集成和混連問(wèn)題,并兼顧動(dòng)能回收系統的效率。
北京航空航天大學(xué)汽車(chē)工程系教授、國家乘用車(chē)自動(dòng)變速器工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任徐向陽(yáng)曾表示:「DHT 專(zhuān)用變速箱開(kāi)發(fā)工作要從三個(gè)方面著(zhù)手,第一,構型方案的原始創(chuàng )新;第二,變速器在動(dòng)力系統中的匹配;第三,能量流的有效管理?!?/span>
簡(jiǎn)單的說(shuō),DHT 雖然保留了燃油車(chē)的發(fā)動(dòng)機、變速箱等部件,傳動(dòng)路徑也非常相似,但具體的設計已經(jīng)完全不同。目前,比較有代表性的是魏牌摩卡 DHT-PHEV,一款售價(jià)區間在 29.50 萬(wàn) - 31.50 萬(wàn)元的中型 SUV。其智能 DHT 混聯(lián)技術(shù)采用了專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的發(fā)動(dòng)機和變速箱,而且基于發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)機的特性曲線(xiàn),做出了非常細化的混連方案。
從魏牌公開(kāi)的技術(shù)資料來(lái)看,這主要得益于重新設計的 DHT 專(zhuān)用變速箱,使其可以精確調控電動(dòng)機和發(fā)動(dòng)機的參與程度和方式,而不是直接將兩者的動(dòng)力粗暴混合在一起,再輸出到車(chē)輪。比如,摩卡 DHT-PHEV 可以讓發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)機串聯(lián)或并聯(lián)驅動(dòng),前者與增程類(lèi)似只給電動(dòng)機供電,后者與電動(dòng)機共同驅動(dòng)車(chē)輛。
同時(shí),針對中低速場(chǎng)景主要由電動(dòng)機驅動(dòng)、發(fā)動(dòng)機主要負責高速場(chǎng)景的情況,摩卡 DHT-PHEV 還在發(fā)動(dòng)機單獨驅動(dòng)的速度區間內,設計了偏動(dòng)力性和偏經(jīng)濟性?xún)蓚€(gè)不同齒比的擋位。因為電動(dòng)機負責中低速驅動(dòng),傳統變速箱更加重視的低速擋也不再需要,可以實(shí)現更加緊湊簡(jiǎn)化的結構設計,整箱傳動(dòng)效率最高可達 98%。
進(jìn)一步提升經(jīng)濟性的方案:「DHT+PHEV」
現階段,增程式系統之所以更受關(guān)注,有很大原因也與大力推廣該技術(shù)的造車(chē)新勢力發(fā)展模式有關(guān)。在汽車(chē)領(lǐng)域,身為后來(lái)者的造車(chē)新勢力,長(cháng)期面對的問(wèn)題都是如何突出重圍,這也導致其大部分精力都集中在智能化相關(guān)的軟件工作上,硬件普遍通過(guò)與供應商和合作的方式解決。
增程式系統相對單一的工作模式,大幅簡(jiǎn)化了系統設計難度,而且對硬件的兼容性更高。與 DHT 相比,增程式系統不需要變速箱,也不用考慮發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)機動(dòng)力的耦合問(wèn)題,也就意味著(zhù)兩者可以單獨的設計采購,沒(méi)有直接的匹配關(guān)聯(lián)需求,只考慮各自的效率。
這種可以顯著(zhù)減輕研發(fā)壓力,同時(shí)又能實(shí)現零里程焦慮效果的技術(shù),對于時(shí)間緊任務(wù)重的造車(chē)新勢力來(lái)說(shuō),確實(shí)是一個(gè)不錯的選擇。相比之下,DHT 由于各部件高度關(guān)聯(lián),還有復雜多樣的協(xié)同工作模式,一般需要豐富的設計制造經(jīng)驗才能做好,這也限制住了該技術(shù)的推廣。
除了硬件層面的專(zhuān)屬設計制造之外,DHT 復雜的工作模式也直接導致了電控系統難度升級,而這也是一直以來(lái)的汽車(chē)設計難點(diǎn)。
清華大學(xué)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰略研究院院長(cháng)趙福全曾表示:「電子控制的覆蓋面非常廣泛,既涉及硬件的性能和品質(zhì),也涉及軟件的控制邏輯、復雜度以及提供支撐的數據庫。每一個(gè)問(wèn)題都要解決,解決完單個(gè)問(wèn)題之后,還要解決系統整合的問(wèn)題,以及各子系統的集成、不同控制系統之間的互動(dòng)等?!?/span>
因此,這種情況也將很多企業(yè)阻擋在門(mén)外,或是只能在燃油動(dòng)力基礎上改制,而魏牌能夠將智能 DHT 混聯(lián)技術(shù)成功落地,也因為旗下有著(zhù)深厚發(fā)動(dòng)機、變速箱研發(fā)經(jīng)驗的蜂巢易創(chuàng ),才實(shí)現基于 DHT 工作特性的完整正向開(kāi)發(fā)。
同時(shí)值得關(guān)注的是,摩卡 DHT-PHEV 還配備了一個(gè) 39.67kWh 電池包,使其兩驅長(cháng)續航版車(chē)型的 WLTC 純電續航里程達到 204km。這樣在有充電條件的城市環(huán)境下,就能帶來(lái)和純電車(chē)型相同的體驗與經(jīng)濟性。而在長(cháng)途用車(chē)環(huán)境中,配合 DHT 系統的能效表現,還可提供 1000+km 的 WLTC 綜合續航。
在目前的測試規范中,能夠最真實(shí)體現新能源汽車(chē)續航的依次是 WLTC、NEDC、CLTC。根據魏牌公開(kāi)數據顯示,摩卡 DHT-PHEV 兩驅長(cháng)續航版車(chē)型 WLTC 百公里饋電油耗為 5.55L,高性能電四驅車(chē)型 WLTC 百公里饋電油耗是 6.3L,而這前提還是兩者重量分別達到了 2130kg 和 2250kg。
智能化十字路口,向左還是向右?
與燃油時(shí)代不同,汽車(chē)向電動(dòng)化、智能化轉型以來(lái),很多新興技術(shù)都難以被直觀(guān)感知到。這也導致越來(lái)越多的產(chǎn)品,將更多成本集中在表面的高感知部分,不容易被直觀(guān)看到的地方則不斷降低指標。但對于想要向上突破的車(chē)企來(lái)說(shuō),這種方式無(wú)異于自絕后路。
從無(wú)里程焦慮的新能源解決方案來(lái)看,魏牌確實(shí)可以被稱(chēng)作是在務(wù)實(shí)做技術(shù)的企業(yè),能在當前純電市場(chǎng)異常龐大的情況下,仍選擇全面正向開(kāi)發(fā)智能 DHT 混聯(lián)技術(shù),而且其中付出了成本與時(shí)間,可能還不能完全被用戶(hù)得知。除此之外,魏牌在智能駕駛、智能座艙、域控制器等熱門(mén)領(lǐng)域,也都有完整的自研布局。
例如,摩卡 DHT-PHEV 全系預埋的 NOH 智慧領(lǐng)航輔助駕駛系統,就由旗下毫末智行全棧自研。這全球第三款、中國第二款全棧自研的量產(chǎn)自動(dòng)駕駛系統,可提供基于用戶(hù)設定導航路線(xiàn)的點(diǎn)到點(diǎn)輔助駕駛,具體功能包括安全避讓、變道超車(chē)、智能控制車(chē)速、智能引領(lǐng)上下匝道、變道保護、避讓匯入口、切換高 / 快速路和智能避讓大車(chē)等。
而在座艙內,摩卡 DHT-PHEV 不僅提供了 AR-HUD、NAPPA 真皮、哈曼 INFINITY 音響等 30 萬(wàn)級別也不多見(jiàn)的豪華配置,購車(chē)前難以有完整感受的靜謐性方面也下了很多功夫,同時(shí)在車(chē)身、造型、氣密性、聲學(xué)包、底盤(pán)、動(dòng)力、主動(dòng)降噪 7 個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。
事實(shí)上,這也是其喊出「向死而生,魏牌轉型高端新能源品牌」口號的一種體現。在這個(gè)充滿(mǎn)機遇與未知的轉折點(diǎn),有車(chē)企利用信息差把講故事、打情懷牌當成營(yíng)銷(xiāo)手段,收攬大批用戶(hù),但也有魏牌這樣在背后做全面的技術(shù)布局,卻只進(jìn)行常規宣傳的企業(yè)。
盡管現階段還無(wú)法看清最終的走向,但穩步前進(jìn)、將精力都放在實(shí)處的魏牌,顯然有更多走下去的機會(huì )。
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