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理想官方揭秘增程式技术:自研自产的四缸1.5T增程器,深度米勒循环配合高压缩比

来源:快科技 时间:2023-10-14 18:38:44

  10月14日,理想汽车官方微博今日发布《揭秘理想汽车的增程式技术,从饱受争议到靠它卖爆》的文章。

  文中详细阐述了,增程式动力对于当前国内新能源汽车环境的实际意义。并且,理想汽车用车主实际行驶数据,证明了增程式“城市用电,长途用油”战略方向的精准性。

  以下为全文:

  一、增程,更符合中国家庭真实用车场景

  理想汽车为什么坚持做增程?这是李想和团队从真实生活经验出发作出的抉择。

  理想汽车的用户群是有孩子的家庭用户,也是最主要的自驾出行群体。中国家庭所面临的城市环境复杂,大部分家庭用户的日常生活都集中在城市里,日常出行半径其实不高。以长距离通勤著称的北京、上海来说,来回一天通勤往返最多可能也就是百公里左右。“有家充桩的用户,把我们的车当电车用就可以了。他们只有周末跨城出行或远途旅行时才会用到油。”热管理团队负责人阿木说。

  李想也曾以亲身经历举例子:“我自己跑长途的时候,一个人在那里充电1、2个小时都无所谓,我还能看看手机,甚至有点像玩游戏一样拿手机去找充电桩。如果我带着老婆、父母、孩子到处找充电桩,在那里排着队充电,这就是很大的灾难了!尤其是节假日,因为节假日是潮汐效应,是平常排队的大概4倍-5倍。”

  阿木经历了理想汽车第一代、第二代增程器研发全过程。“五六年前,电池技术和现在比相差很远,能量密度很低,续航里程很短,如果我们直接做电车,用户的里程焦虑是没有办法解决的。”基于这样的思考,我们认为要以电为主、以油为辅,要在电上多下功夫,让用户使用车辆时更便利、更经济、更没有里程焦虑。

理想官方揭秘增程式技术:从饱受争议到靠它卖爆

  李想说过,“当时我们去看全世界各种各样的解决方案,发现过去传统的PHEV续航只有50公里,实际运行只有30公里,并不能很好地满足城市的使用,甚至当没电的时候,因为要背着更多负载运行,车的能耗会变得更高。

  我们在想,用户真正需要什么样的车?我们做了很多调研,认为一辆车的纯电里程如果超过150公里,就能够覆盖全世界所有主流的大城市,用户就能在城市里以纯电行驶,不需要背更多电池。”

  当时,市面上PHEV混动形式可谓百花齐放,但就是没有人做增程。原因是在理想ONE之前,增程式电动车几乎没有成功先例,用户用车体验不太好、销量也很惨淡。另外增程式技术出现年代比较早,因此被冠以“落后的技术”、“过渡性产品”,甚至“脱裤子放屁”的戏谑。

  产品战略总监张骁的调研结论是:增程式技术本身没什么问题,只是使用场景不对,这才是产品失败的原因。“车的价值是综合体,任何单一技术的突出,都不能保证最终的胜利。”

  “2016年的一天,李想走进五元桥的研发办公室,在白板上写下要用增程技术的决定和关键定义——做大的增程车,面向家庭用户,纯电部分里程覆盖150公里。配合增程器更能实现上千公里的续航。”整车控制系统负责人Vic接受媒体采访时回忆。

  “我们想做一辆真正符合用户需求和预期的产品。”阿木说。

  理想ONE问世后,理想汽车成为全世界上第一个把纯电续航里程做到超过150公里的增程电动车,也是全世界第一个四驱的增程电动车。

  下面的两张图,是最近一位微博网友晒出自己和另一位车主驾驶理想L9一年的里程情况。

理想官方揭秘增程式技术:从饱受争议到靠它卖爆

  微博网友的驾驶里程是2.7万公里,76%纯电、24%耗油;另一位车主的驾驶里程是10万公里,65%纯电、35%耗油。这恰好再次呼应了2022年中国电动汽车百人会论坛上,李想分享过关于增程电动车实践的验证。在2021年:“在这些大的主要城市,纯电里程平均达到了70%,还有一个有意思的数,纯电时长已经超过了80%。”

  微博网友说:“(我们都)延续了市内纯电,长途发电的基本逻辑。开这么远,真的值了!”也隔着时空呼应了李想说过的那句话——“我们的方向是’城市用电,长途用油',而不是增程。”

  二、增程,要替用户算明白一笔经济账

  有人认为,DHT(混合动力专用变速箱)技术在高速巡航工况下油耗低于增程式,且由于串并联兼具,动力构成更为复杂,因此得出DHT更为先进的观点。凡事有一体两面,我们愿意多提供一个讨论问题的角度。

  Vic介绍,DHT直驱模式下的优势会带来纯电行驶下的相对劣势——多增加了直驱零部件导致车身变重,纯电模式下,离合器、齿轮机构、传动机构的空转搅油也会产生效率损失。两者都会增加耗电量,缩短纯电行驶里程。

  我们选择增程更重要的理由是,“作为一家新能源企业,我们希望给用户提供更贴近纯电车的驾驶体验。”Vic说。

  那么,什么是纯电车驾驶体验呢?

  第一点,是驾驶的平顺性。简单来说,是用户脚踩油门之后,车是不是“跟脚”。开过燃油换挡车的朋友一定都体会过加速时的顿挫感。而纯电车在驾驶过程中是没有顿挫感的。

  第二点,是驾驶时车内的静谧性。在DHT直驱模式下,噪音和抖动不可避免地会向燃油车一样传导到车内,被乘员明显地感知到。而增程系统意味着发动机和驱动系统不直连,天然从物理上做了隔离,保障了更好的NVH性能。

  Vic认为更有价值的讨论,一定要把用户实际使用场景带进来。他基于理想ONE车辆使用情况的大数据,帮用户算了一笔经济账。

理想官方揭秘增程式技术:从饱受争议到靠它卖爆

  图片来源:理想汽车用户@呆呆 ?

  高速巡航工况下,直驱才会带来明显收益。假设车速大于90km/h工况,大约会减少3%的油耗,一辆车的全生命里程为30万公里,燃油油耗8L/100km,电耗20Kwh/100km,油价8元/L,电价0.5元/Kwh。那么对于用户来讲,在整车全生命周期使用DHT技术,也仅能节省费用(节省燃油消耗费用减去增加电耗费用)1000多块钱。

  (公式为:整车全生命周期节省燃油消耗费用=整车全生命里程 x 直驱有明显收益工况占比×燃油油耗/100km×节省油耗比例×油价;整车全生命周期增加电耗费用=整车全生命里程×无收益工况比例×电耗×增加电耗比例×电价)

  但由于采用直驱方案,需增加离合器以及附属结构,用户在购车时需多支付相应成本,二者相抵后,需要用户多支付将近700元成本。

  也就是说,如果我们选择DHT路线,用户既舍弃了电车的驾驶平顺性与空间静谧性,还要多支出700多块钱。并且,由于增加了离合器以及附属结构,导致DHT系统复杂度增加,用户的维护成本会再次增加。

  因此我们才认为,增程式技术才是更贴近纯电车使用感受、更符合用户价值的技术路线和合理解决方案。

  三、理想的增程,传统技术也能无限进化

  动力驱动的核心工程师JC回忆,理想ONE是市面上第一款使用中型增程器加中型电池的新能源产品,作为“第一个吃螃蟹的人”,我们可参照的车型非常少。

  “当时遇到了许多难题,最典型是如何把发动机、混动变速箱、发电机、驱动电机等几大件揉到一起,以占空间最少的方式放进前机舱里,同时达到能耗、NVH的性能要求。”

  最终,理想ONE以十分杰出的产品力拿下了许多个“第一”:造车新势力首个单车月销量过万的车型,首个单款突破十万辆生产的造车新势力产品。JC还记得他第一次试驾理想ONE时感受:“惊艳”。

  我们并未止步于此。理想L9将我们带入到理想L车系时代,也是增程系统2.0时代。我们自研自产的四缸1.5T增程器,采用了深度米勒循环配合高压缩比,热效率达到40.5%,系统效率也比上一代提高了6%,效率更高的一个附带价值是,在不依赖GPF颗粒捕集器的情况下,也可以满足更严苛的国6B排放标准。

  阿木说,“因为我们深度参与了增程器的设计、实验、产线,包括二级供应商的对接中,在这里发现了很多机会点,把整个与性能有关的燃烧系统包括配套的东西全都改了,提升了压缩比,进一步提升了热效率,扩大了增程器实际使用场景的经济圈,结合优秀的匹配集成能力,做到了全局能耗最优。”有时候,冲上前线,才更看得清战场在哪里。

  “在集成度、平台化方向,我们把双电机、双电控、混动变速箱集成为五合一电驱动总成,减少了线束、水管、支架、螺栓的使用,从而减少了体积和重量,能量传递的路径短了,加上齿轮精度、电机硅钢片、控制器元器件的性能提高,发电和电驱效率也得到进一步提升。”JC介绍。

  并且在理想L9上,针对混动模式下的NVH表现,增程电动系统实现了原子级零件的更优设计,包括正时系统、飞轮、曲轴、机油泵在内的零部件均进行了静音化设计。全新的悬置系统也能有效吸收增程系统运转时产生的振动,配合电机驱动和增程器解耦的功能,特别是在高速续航状态下,理想L9在行驶过程中的振动和静谧性也与纯电动汽车几乎无异。

  阿木说,“大家不断地去寻找新的机会,只要发现问题,就一定去搞定它。只要时间还有,我们就会一直优化下去。我觉得这也是充斥在整个理想各个团队的氛围。精益求精,才能锤炼出一个更好的产品。咱们就一直这么过来的,有时候开玩笑说,我们不是干了一辆车,可能是干了十辆车。”

  增程器1.0时代,我们以用户价值为中心做出选择,增程器2.0时代,我们进行定制化的开发和设计,不断探索深层次优化,实现了更好的NVH、更大的排量、更高的热效率,并弥补了理想ONE时期由于资源受限而带来的遗憾。

  “在理想汽车,我们实现了理想中的增程技术,那就是带着传统技术走向无限进化之路。”

理想官方揭秘增程式技术:从饱受争议到靠它卖爆

  面对技术路线的不同见解,增程技术研发团队始终保持冷静、平实、客观。

  在他们看来,脱离用户使用场景来谈技术先进性意义不大,技术的复杂性和先进性未必是对等的,还要看相对应的性能、经济性、成本、可靠性等方面的指标,核心是要问自己——这能够为用户带来什么价值和收益?理想追求的是用户体验好,“我们希望能用一套更简单、更稳定的技术路线,给用户更好的体验。适合用户的技术才是最好的技术。是不是被认为是先进的,反而没有那么重要。”阿木说。

  感谢50万选择理想的车主,和我们一起做时间朋友,在时间流淌中,耐心倾听产品慢慢诉说出它真正的价值。未来的日子,我们继续一起“创造移动的家,创造幸福的家”。

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