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為何我們還需要摩卡DHT-PHEV這樣的動力方案?

人工智能 無人駕駛
隨著技術和產品線逐步成熟完善,部分國內車企也在純電動路線之外,開始重視 DHT 和增程式系統的研發布局。

2021 年雖然遭遇了芯片短缺、電池原材料漲價等意外情況,但國內新能源乘用車市場仍達到了 298.9 萬輛的累計銷量,同比增長 169.1%,創造出有史以來的最高記錄。國內消費者對新能源汽車的熱情與需求,看似在這一年得到充分釋放,但是從更詳細的細分數據來看,卻能發現各級市場的趨勢并不統一。

目前,新能源汽車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型購買比例也在下降。隨著 DHT、增程式系統等沒有里程焦慮的新能源技術走向成熟,消費者開始對這類車型更加青睞,而且非限購的中小城市私人用車市場,其銷量占比也在增長。

事實上,在里程焦慮難以緩解的情況下,DHT、增程技術已經受到了更多業界關注。華鑫證券在一份長達 104 頁的深度研究報告中指出:近三年來,純電動汽車平均能量密度并沒有太大的提升,提高續航里程主要是依靠輕量化技術減少車重、提高電池數量,以及優化電機和電控技術來實現。

報告還提到,從趨勢來看,純電動汽車未來五年仍有 30% 的復合增速,但受限于能量密度和安全性制約,續航里程和充電時間短期內的進展,還難以滿足普通消費者需求。同時,其還表達了對 DHT、增程式系統等無里程焦慮技術的看好,預計將在一段相當長的時期與純電共存。

DHT、增程式系統的路線差異

隨著技術和產品線逐步成熟完善,部分國內車企也在純電動路線之外,開始重視 DHT 和增程式系統的研發布局。但在具體實施路線上,造車新勢力相對更偏愛增程式系統,而 DHT 普遍被有豐富造車經驗的車企選擇。

盡管都可以實現零里程焦慮,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結構,車輪只能由電動機驅動,發動機(增程器)僅用來帶動發電機供電。得益于該結構將發動機和車輛行駛系統硬件解耦,也就可以對發動機進行針對性的設計和調教優化,使其恒定在熱效率最優的轉速運行。相比燃油車發動機轉速不斷波動的運行工況,燃油經濟性有明顯提高。

發動機特性曲線與電動機特性曲線對比示意圖

但是,這種結構能讓發動機恒定保持在經濟轉速的同時,也意味著電動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功率運行、但轉矩持續下降的區間,需要消耗更多的電來行駛。

一份 ABRP(海外電動汽車行程規劃工具)統計的 511 輛特斯拉 Model S100 日常使用數據顯示,車速在 50-60 km/h 時的電動機效率最佳,超過該區間后效率明顯下降。在對電池相對友好的 10℃以上的環境內,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,其發動機也能直接驅動車輛,可以在電動機效率較低、發動機效率更高的工況下,讓發動機直接參與驅動。這不僅可以避開電動機的低效區間,還能夠避免動能、化學能、電能之間來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,想要完全發揮優勢也需要為其多模式驅動,找到各場景下都能有相對平衡表現的設計「甜點」。比如,DHT 發動機難以針對單一工況優化,恒定在最經濟的轉速運行,需要綜合其各個工作場景進行標定;隨之而來的還有專用變速箱的開發工作,需要考慮到發動機、電動機的集成和混連問題,并兼顧動能回收系統的效率。

北京航空航天大學汽車工程系教授、國家乘用車自動變速器工程技術研究中心常務副主任徐向陽曾表示:「DHT 專用變速箱開發工作要從三個方面著手,第一,構型方案的原始創新;第二,變速器在動力系統中的匹配;第三,能量流的有效管理?!?/span>

簡單的說,DHT 雖然保留了燃油車的發動機、變速箱等部件,傳動路徑也非常相似,但具體的設計已經完全不同。目前,比較有代表性的是魏牌摩卡 DHT-PHEV,一款售價區間在 29.50 萬 - 31.50 萬元的中型 SUV。其智能 DHT 混聯技術采用了專門開發的發動機和變速箱,而且基于發動機和電動機的特性曲線,做出了非常細化的混連方案。

從魏牌公開的技術資料來看,這主要得益于重新設計的 DHT 專用變速箱,使其可以確調控電動機和發動機的參與程度和方式,而不是直接將兩者的動力粗暴混合在一起,再輸出到車輪。比如,摩卡 DHT-PHEV 可以讓發動機和電動機串聯或并聯驅動,前者與增程類似只給電動機供電,后者與電動機共同驅動車輛。

同時,針對中低速場景主要由電動機驅動、發動機主要負責高速場景的情況,摩卡 DHT-PHEV 還在發動機單獨驅動的速度區間內,設計了偏動力性和偏經濟性兩個不同齒比的擋位。因為電動機負責中低速驅動,傳統變速箱更加重視的低速擋也不再需要,可以實現更加緊湊簡化的結構設計,整箱傳動效率最高可達 98%。

進一步提升經濟性的方案:「DHT+PHEV」

現階段,增程式系統之所以更受關注,有很大原因也與大力推廣該技術的造車新勢力發展模式有關。在汽車領域,身為后來者的造車新勢力,長期面對的問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的軟件工作上,硬件普遍通過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,也不用考慮發動機和電動機動力的耦合問題,也就意味著兩者可以單獨的設計采購,沒有直接的匹配關聯需求,只考慮各自的效率。

這種可以顯著減輕研發壓力,同時又能實現零里程焦慮效果的技術,對于時間緊任務重的造車新勢力來說,確實是一個不錯的選擇。相比之下,DHT 由于各部件高度關聯,還有復雜多樣的協同工作模式,一般需要豐富的設計制造經驗才能做好,這也限制住了該技術的推廣。

除了硬件層面的專屬設計制造之外,DHT 復雜的工作模式也直接導致了電控系統難度升級,而這也是一直以來的汽車設計難點。

清華大學汽車產業與技術戰略研究院院長趙福全曾表示:「電子控制的覆蓋面非常廣泛,既涉及硬件的性能和品質,也涉及軟件的控制邏輯、復雜度以及提供支撐的數據庫。每一個問題都要解決,解決完單個問題之后,還要解決系統整合的問題,以及各子系統的集成、不同控制系統之間的互動等?!?/span>

因此,這種情況也將很多企業阻擋在門外,或是只能在燃油動力基礎上改制,而魏牌能夠將智能 DHT 混聯技術成功落地,也因為旗下有著深厚發動機、變速箱研發經驗的蜂巢易創,才實現基于 DHT 工作特性的完整正向開發。

同時值得關注的是,摩卡 DHT-PHEV 還配備了一個 39.67kWh 電池包,使其兩驅長續航版車型的 WLTC 純電續航里程達到 204km。這樣在有充電條件的城市環境下,就能帶來和純電車型相同的體驗與經濟性。而在長途用車環境中,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,能夠最真實體現新能源汽車續航的依次是 WLTC、NEDC、CLTC。根據魏牌公開數據顯示,摩卡 DHT-PHEV 兩驅長續航版車型 WLTC 百公里饋電油耗為 5.55L,高性能電四驅車型 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?

與燃油時代不同,汽車向電動化、智能化轉型以來,很多新興技術都難以被直觀感知到。這也導致越來越多的產品,將更多成本集中在表面的高感知部分,不容易被直觀看到的地方則不斷降低指標。但對于想要向上突破的車企來說,這種方式無異于自絕后路。

從無里程焦慮的新能源解決方案來看,魏牌確實可以被稱作是在務實做技術的企業,能在當前純電市場異常龐大的情況下,仍選擇全面正向開發智能 DHT 混聯技術,而且其中付出了成本與時間,可能還不能完全被用戶得知。除此之外,魏牌在智能駕駛、智能座艙、域控制器等熱門領域,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自動駕駛系統,可提供基于用戶設定導航路線的點到點輔助駕駛,具體功能包括安全避讓、變道超車、智能控制車速、智能引領上下匝道、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 萬級別也不多見的豪華配置,購車前難以有完整感受的靜謐性方面也下了很多功夫,同時在車身、造型、氣密性、聲學包、底盤、動力、主動降噪 7 個方面進行優化。

事實上,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。在這個充滿機遇與未知的轉折點,有車企利用信息差把講故事、打情懷牌當成營銷手段,收攬大批用戶,但也有魏牌這樣在背后做全面的技術布局,卻只進行常規宣傳的企業。

盡管現階段還無法看清最終的走向,但穩步前進、將精力都放在實處的魏牌,顯然有更多走下去的機會。


責任編輯:張燕妮 來源: 機器之心Pro
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