曾幾何時,很多車企為了高額補貼或快速搶占市場,在燃油車的基礎上“改裝”電動車,這樣的“改裝”簡單粗暴,掏出燃油車本身的內燃機、變速器,再塞進電動機和電池重新包裝成一款所謂的“新”車。盡管車企不斷從續(xù)航里程、綠色出行等方面進行宣傳引導,但產(chǎn)品價值著實不如人意,像極了趙麗蓉老師演繹的《如此包裝》。
在新能源汽車蓬勃發(fā)展的時代,簡單油改電的產(chǎn)品已逐漸被市場淘汰,并不是因為政策導向發(fā)生變化,而是產(chǎn)品價值迭代升級的結果。更扎實的技術讓純電動車的用車體驗有了大幅飛躍,體現(xiàn)在消費者眼中的是續(xù)航里程、電動機功率、電池容量等參數(shù),而在參數(shù)的背后,則是電動車技術的沉淀。
燃油車和電動車,玩的都是能量
我們之所以說一臺燃油車的性能好、動力強、省油,無外乎是在說能量轉化率的問題,我們都知道,發(fā)動機的燃油效率影響到一臺車的動力與油耗,而通過渦輪技術、直噴技術、進排氣系統(tǒng)優(yōu)化等可以提升燃油效率。與之類似,電動車的“能量轉化率”,會影響到動力、續(xù)航和電耗,而通過電機、電控、動能回收等技術,可以優(yōu)化能量轉化率。
要想玩好一臺電動車的能量,需要從核心技術上著手進行整體協(xié)調,這里面包括了能量的輸出、能量的消耗和能量的再利用三個方面。
我們以近期上市的北京現(xiàn)代菲斯塔純電動和去年上市的幾何A、上汽大眾朗逸純電為例,三款車都是燃油車轉型電動車的產(chǎn)品,從表面的技術參數(shù)我們可以看到,菲斯塔純電動在動力數(shù)據(jù)上是最優(yōu)秀的,續(xù)航里程和電池容量的比例最高,這也意味著菲斯塔純電動在更強的動力下做到了更高的電能利用率,我們從基礎參數(shù)中只能看到這些,更具體的還要繼續(xù)深挖產(chǎn)品背后的技術參數(shù)。
深挖我們發(fā)現(xiàn)了不少晦澀難懂的詞匯和數(shù)據(jù),這些就代表了一款車在電動化方面的核心技術,也是玩轉能量的基礎。
先來說一說動力總成,這一塊是能量輸出與能量消耗的核心,電動車的動力總成無外乎電動機、電控、減速器三大塊,分體式電驅結構屬于電動車發(fā)展初期的產(chǎn)物,動力總成的三大模塊各自獨立串聯(lián),多余的殼體重量和線路在無形之中增加了電能的消耗,所以現(xiàn)在市面上大部分電動車產(chǎn)品采用了二合一的集成方式,將電動機與減速器進行整合。隨著技術的不斷發(fā)展,三合一電驅系統(tǒng)逐漸成為主流,相比前兩種電驅結構,三合一電驅系統(tǒng)將三大部件整合優(yōu)化,使得電能傳輸路徑更短,重量體積更輕巧,從而提升電動機能量的輸出,減少能量在傳輸過程中的損耗。
菲斯塔純電動三合一電驅動系統(tǒng)
菲斯塔純電動采用的就是能量利用率更高的三合一式電驅系統(tǒng),因此成就了135kW的高功率輸出和12.7kWh/100km的低電耗數(shù)據(jù)。相比較來說,不論是數(shù)據(jù)、結構還是技術,幾何A和朗逸純電在動力總成方面比菲斯塔純電動落后不少。
再來說一說能量的再利用,說起這一點大家都能想到動能回收系統(tǒng),我們都知道動能回收系統(tǒng)與減速器有著很大關系,但很多人卻不知道動能回收系統(tǒng)應該是減速器與制動系統(tǒng)的綜合體。傳統(tǒng)燃油車在發(fā)動機運作時將制動系統(tǒng)中真空助力器的空氣抽干,再通過油壓傳導至四輪的剎車盤片,實現(xiàn)減速制動。大部分純電動車的制動系統(tǒng)也是大同小異,唯一的區(qū)別是用一個電器元件來代替發(fā)動機抽取真空助力器中的空氣,幾乎不參與能量的回收工作,能量的回收的工作只依靠電驅系統(tǒng)中的減速器,幾何A和朗逸純電均采用了這種結構,這樣的設計無外乎是節(jié)約成本,但車輛在制動時損耗的能量就白白浪費了。
菲斯塔純電動則采用了集成度更高的第三代IEB動能回收系統(tǒng),取消了傳統(tǒng)的真空助力器,負責制動的剎車盤片與負責動能回收的減速器形成了協(xié)作關系,根據(jù)剎車踏板的深度、力度等因素來計算分配制動比例,應急情況下放棄能量回收,主要通過剎車盤片進行減速,非應急情況主要通過減速器進行減速并回收能量,將能量利用率最大化,從而實現(xiàn)更高的續(xù)航里程。
可以看出,菲斯塔純電動在設計之初就考慮到了電動化的應用,三合一電驅系統(tǒng)、動能回收、制動系統(tǒng)之間緊密協(xié)作形成了一個整體,這也是菲斯塔純電動可以將能量耍于股掌之間的秘訣,相對來說,菲斯塔純電動的電屬性更濃,同樣是燃油車轉型的幾何A和朗逸純電卻透露著明顯的拼湊感。
不差于燃油車的內部空間優(yōu)化
在汽車電動化進程中,還有一個重要的方面就是電池,相比燃油車的油箱,電池會占用巨大的空間,從而影響到車內乘坐空間和后備廂儲物空間。本田繽智油改電后的產(chǎn)品VE-1,車內地板因電池體積過大而抬升、影響后排坐姿;卡羅拉雙擎E+為了不影響乘坐空間,將電池向后拓展,從而壓縮了后備廂的容積。因此,很多車企無節(jié)制地追求提升電池密度來縮小電池體積,但換來的是安全性能的降低。
菲斯塔純電動電池布局
菲斯塔純電動則采用了更安全合理的電池設計,電池造型根據(jù)車內的不同位置進行了人機工程學優(yōu)化,土字布局的設計幾乎影響不到車內空間,相比菲斯塔燃油版,車內地板僅抬升了5mm,并且將電池主體集中在后懸架上方,不僅沒有影響后備廂容積,還形成前后車身重量的完美配比,操控的穩(wěn)定性也更強。同時,菲斯塔純電動通過智能電池溫控系統(tǒng)確保電池在25°C ~ 45°C的理想溫區(qū)下高效工作,結合前文提到的電驅系統(tǒng)和動能回收系統(tǒng),菲斯塔純電動僅用56.5kWh的電池容量就實現(xiàn)了490km的續(xù)航里程。
電器系統(tǒng)的集成化是快速充電的秘訣
最后一個要說的重點就是充電,很多人止步于純電動車的原因在于顧慮充電的便利性,畢竟燃油車加油的“燃料”補充時間更短,外加充電站的覆蓋范圍遠不如加油站,城市基建的問題不是車企能解決的,車企能解決的就是電池充電的速度。
在電池材料和電池容量相同的情況下,充電速度取決于輸入功率和適宜的電芯溫度,在充電樁固定的情況下,電動車上的DC/DC恒流變壓器、電池溫控系統(tǒng)和OBC車載充電機決定了車輛的充電效率。DC/DC為電池溫控系統(tǒng)和其他車內電器供電,OBC則通過動態(tài)調節(jié)電壓與電流為電池充電。也就是說,在一臺電動車上想要保證最佳的充電速度,就要確保OBC、DC/DC和電池溫控系統(tǒng)的協(xié)調性。
菲斯塔純電動的ICCU二合一充電系統(tǒng)
菲斯塔純電動采用了ICCU二合一充電系統(tǒng),將DC/DC與OBC高度集成,對輸入的電能和電池溫控系統(tǒng)進行智能調節(jié),以最佳的電壓、電流和電芯溫度確保充電效率的最大化,實現(xiàn)了高達94%能量轉換效率。在快充狀態(tài)下,菲斯塔純電動充電12分鐘可行駛100km,電量從30%充至80%,耗時僅為40分鐘。相比其他電動車來看,菲斯塔純電動的充電速度更快。
寫在最后:
新能源技術在不斷革新,早已不是我們曾經(jīng)認為的發(fā)動機換電動機的概念了,電動技術開始形成一套更為獨立的體系。相比那種為了節(jié)約研發(fā)成本而拼湊的產(chǎn)品,菲斯塔純電動這類從核心系統(tǒng)出發(fā)進行設計的產(chǎn)品,才是電動車發(fā)展的正確方向。
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