理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业

菲绿 2021-02-19 11:28:45

理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业


开头语


特斯拉、蔚来、小鹏、威马向左,理想向右。


新能源汽车的细分市场


电动汽车(EV),按照当前的能量转化模式可分为四类:纯电动(BEV),混合电动汽车(HEV),插电式混合动力汽车(PHEV),和增程式电动车(EREV)。


纯电动车,构造简单,整个车的动力驱动全靠电池,电网的电能传递给电池,电动机转化为机械能给车轮。纯电动车目前是主流造车势力的主攻阵地。


理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业

(纯电动汽车内部示意图)


比如比亚迪的王朝系列、蔚来、小鹏、威马等造车新势力走的都是“纯电动”路线。


混合电动汽车,需要发动机、发电机和电动机,缺一不可,车轮的驱动依靠燃油发动机和电动机。由于弊端很明显——能量来源依然离不开石油,这种模式遭到不少车企的冷落。


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(混合动力汽车内部示意图)


插电式混合动力汽车,顾名思义,是在混合动力汽车的基础上外加一种充电的能量补充模式,当在加油站加满油,充电桩充满电以后,正常行驶情况下,可完全由电池--电动机驱动车轮,减少排放;当电池电量不足时,燃油会来驱动车轮变成纯燃油模式;也可以让燃油发动机给电池充电,电池驱动车轮。


理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业


增程式电动汽车,增程式的能量来源有加油和充电两种,但车轮的驱动则只有电动机。由于没有借助发动机驱动车轮,因而起步、加速等性能上和纯电动车很像。


理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业

(传统的增程式电动汽车内部示意图)


与纯电动车不同的是,增程式电动汽车虽然需要充电桩,但不依赖,无里程焦虑。


与混合动力、插电式混合动力汽车不同的是,增程式电动车的电池容量和能量相对较小,因为燃油发动机作为“储备能源”可以完全转化为电能给电池充电。


增程式电动汽车国内典型的代表就是理想ONE,在造车新势力纷纷崛起、在纯电动领域逐鹿中原的时候,理想汽车剑走偏锋,“孤独”地选择了增程式造车之路。


增程式技术难度如何?


插电和增程都可以促进纯电动汽车推广,补贴额度也一样,能耗方面也不没有太大的区别。那为何前者不断发展壮大,后者却不受车企待见呢?增程式造车不受欢迎的最根本原因是技术难度更大,成本过高。


增程式最大技术难题在于其需要全新的平台,传统燃油车平台无法匹配在电动车上面,因为发动机、驱动电机、电池以及增程式发电机的布局都无法兼容。比如宝马i3在推出之前,就需先研发出一套全新的电动车平台,研发周期长,成本高。


插电混动,说白了就是“吃老本”,更多是对电动车和燃油车两套系统的集成,对于现有技术有良好的继承性,开发成本和难度因此大大降低。老车企可以短时间内快速地推出各种插电混动车,更快地获得相关补贴。


而增程式混动不能在现成的平台上进行改造,而是要独立开发新的平台。增程式混动方案脱离了原有发动机的支持,需要开发专门用于发电的内燃机。


车企既需要有燃油车技术、又要懂纯电动汽车,还需要做好两种技术的衔接,离不开优秀的三电系统,增程器、电池、电机之间需要无缝而精准的协调与配合,这就导致增程式混动开发技术难度大、成本高。


另外,对于增程式汽车而言,发动机噪音、动力系统切换的平顺性,以及受之影响的性能、能耗,复杂的散热系统等,都是它需要面临的问题。


上述的问题解决需要车企投入大量的资源,还会延长汽车开发周期。多数车企不愿意把有限的资源分给增程混动。


理想汽车为何选择了增程式?


理想汽车的创始人李想,带领团队走向增程式并非初心,而是被迫“上的梁山”,李想在成立车和家的最初是想打造一款小型纯电动SEV。这种SEV乘载2人,设计续航100公里左右,支持换电、OTA等基础功能,但是因各种原因夭折。


SEV失败后,李想花费6.5亿从力帆手中购买了造车资质,开始自建生产首款车型理想ONE,由于彼时再做纯电汽车将在时间上远远落后特斯拉、蔚来、威马等竞争对手,于是鼓起勇气,瞄向一个国内待开发的空白市场——增程式混合动力。


从用户的需求角度来看,增程式技术的王牌是——让用户没有里程焦虑与充电困扰。


用户产生里程焦虑的原因有两个,一个是续航里程,一个是充电便利性。蔚来解决充电便利性的方案是换电,有的车企解决充电便利性的方式是高压快充。


目前这两种都是需要大范围基建(充电站,换电站)来实现的,需要大量的财力和时间。这是纯电动汽车长期以来的很大的一个短板。


灵机一动,理想汽车独辟蹊径地选择在车底安装一个“充电宝”——増程器,以此来解决里程续航问题。长途旅行时,用户可以完全不依赖充电桩,像蔚来等其他纯电动车则需要使用充电桩充电或是通过换电来补足续航。


从现有的疑难问题来看,在2014年,宝马就推出了增程版的i3,在后车桥安装了一台排量0.65L的双缸发动机。当驱动电池内电量耗尽的时候,这台增程器发动机会启动,开始驱动发动机为电池充电。


这种驱动组合最大弊端是“效率低下”。通过发动机驱动发电机,再让电量进入电池组,然后才经过电机驱动车轮,使得动力效率下降很快。由于能量经过的环节比较多,动力折损严重,车速会直线下降,有种老年代步车的节奏。


有问题的地方就暗藏发展的空间与机会。这更加坚定了理想汽车选择增程式路线的决心。


为了解决上述传统增程式车企的一系列问题,理想汽车最主要的改善就是提升增程机的效率、让发电机可以直接供电给电动机。


具体来说,理想ONE在前舱内加了一台1.2T汽油机,拥有足够高效的动力输出。在电池组电量还剩下30%的时候,燃油增程机就会启动介入。此时,它运转的目的并非只是给电池充电,而是先给车轮附近的驱动电机,剩余的电量再回流到电池包里面,不浪费。


理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业

(理想汽车增程式工作示意图)


简单来说,这样的好处就是省略了一个传动步骤,有效提升了燃油效率。一边驱动电机、一边为电池充电,充分利用了每一滴燃油。既提高了能源利用率,又能保持车速不变。


同时,针对增程模式下动力不足的这一问题,理想ONE也有着很好的解决模式。重点还是在那30%的剩余电量上。40kW的电池组,在30%的剩余电量的情况下,仍然可以提供200kW的动力性能,轻轻松松地推动这台大家伙。


同时,这样的做法对增程器的压力会更小。在运行中,增程器的转速始终会保持在一个高效的区间内。相比于转速一上一下,始终稳定运行的状态必然会在很大程度上降低噪音、震动。由此,理想ONE的油耗降低了,城市用电、长途用油,800公里纯电驱动,续航够了,动力性能也满足了,噪声与振动也得到控制。


从国内政策来看,相比插电式,更鼓励增程式的发展。因为插电式要用变速箱,玩法还是内燃机为主,只不过是外加了一个电池电机,国外更有技术优势,国内处在追赶的阶段,超过国外的机会渺茫。


增程式在技术上完全就是纯电动平台,只是多了一个发电机组。与国外的造车大军是处于同一起跑线,这样有利于提升国内新能源汽车的竞争力。


2018年5月,国家发改委向有关部门发布了《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》,“增程式纯电动车”被增补进新能源车的行列。增程式电动车可以享受到红利。


理想的软肋?


虽然理想汽车解决了一些历史难题,加之销量喜人又成功上市,但依然有软肋。


市区省油,高速费油。


李想此前就坦言,作为一款增程式车型,理想ONE的缺点是在高速路段行驶中,如果单纯依靠增程系统发电系统,油耗会稍高于同级别的燃油车型。例如,宝马X5为百公里7.9升的油耗,理想ONE则在10升以内。


核心部件依赖外部。


理想的增程器并非自主研发生产,其供应商是中国兵器装备集团旗下的发动机制造企业东安动力。除此之外,也没有发动机的自研能力。


消费者的对增程式电动车缺乏认知,理想汽车疲于教育市场。


李想在2020年4月公开活动中,表示理想汽车放弃坚持将旗下产品称为“增程式电动车”,将改称理想ONE为“插电式混合动力汽车”。李想曾表示:


“虽然团队花很多精力去解释什么是增程式,但考虑到很多车主、媒体以及相关部门仍然不是全都认可增程式的说法,以后理想ONE就是插电混动车型,不再提增程式的说法。”


市场处境尴尬。


增程式一方面被归类为新能源汽车,不受汽车产能方面的限制,另一方面又被当成是插电式混动车的细分种类,在新能源车补贴方面不如纯电动。北京等地都无法使用新能源车牌指标,不免除车辆购置税、依旧需要按尾号限行管理行驶。


结语


思往,增程式汽车的起源,那就得追溯到19世纪末,保时捷传奇人物——费迪南德,首次造出56公里时速的轮毂电机、四轮驱动汽车之后,为解决里程难题,又在车底一台发电机,造就世界上第一辆串联式汽油机混合动力汽车,成为增程式汽车的鼻祖。


理想汽车选用增程式混合动力造纯电汽车,成为首吃螃蟹的企业


但是随后石油被大量开采、油价大幅下降,加之内燃机技术的发展,燃油车成为主流,增程式电动车逐渐淡出人们视野。


如今,随着新能源汽车补贴的退坡,理想用自己的销量和上市,成功地秀了秀自己的肌肉。增程式电动车能否会成为主流?时间会给出答案。


来源:独角兽财经

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