日前,李想和他的车和家发布了他们的第一款量产车---增程式电动SUV理想智造ONE。随即引发了热议。
跟大部分人的意见不同,我个人是对 “理想智造”增程式电动车持肯定的态度的。
理想智造最突出的特点,当然是它是一款增程式电动车。简单的来说,增程式电动车就是在一个由电机和电池构成的纯电动力系统的基础上,加上了一个烧油的内燃机作为增程器,在蓄电池电量不足时启动,给电池充电。在这种结构中,内燃机和电机之间只有电连接,内燃机完全无法直接驱动车辆,而在内燃机启动时,也是由内燃机发电给电池充电,电池再供给电机电量来驱动车辆。
而这个结构也是集中产生争议的地方。
目前绝大部分新创电动车企,都采用了纯电动的动力架构。比如同样是大型SUV的蔚来ES8,就是一款纯电动车。
但是纯电动车续航里程不足仍然是个经常为人诟病的问题。纯电动车的里程焦虑问题是由下面几个问题造成的:
目前主流锂电池的能量密度仍然不够高,为了增长续航而增大电池容量,就势必带来车重的增加,使得每公里电耗增加,进一步需要更大的电池。因此对于纯电动车来说,续航里程越大,则单位续航里程耗费的电池越多,也越不划算。此外也会占据太多体积,影响车内空间。而汽油的能量密度则是锂电池的20多倍,完全没有这个问题。
锂电池的价格虽然已经大幅下降,但仍然比较昂贵,这使得目前纯电动车如果要续航里程足够,价格也很难亲民。相反,增加燃油车的续航无非是增大油箱体积,几乎没有成本。
锂电池再充满的时间过长。且不说需要几个小时才能充满的慢充,即使是业界领先的特斯拉Supercharger,充电10分钟也不过能行驶100公里左右。而燃油车只需要几分钟就可以加满油,行驶几百公里。
目前,汽车充电设施的分布仍然远没有加油站广泛。
如果考虑到发电过程中本身的能量损失和污染,在低速行驶时,因为电机效率较高而内燃机效率低,纯电动车相对来说更为节能环保。但在高速行驶时,因为本身风阻极具增大,纯电动车的能耗大幅升高,而内燃机反而因为工作效率提升,能耗比低速拥堵状况时更低。前段时间蔚来ES8因为续航问题引发大量负面评论,问题就出在较高速度下的高速巡航能耗上。
也是因为以上的这些原因,尽管近几年中国政府对纯电动车的补贴力度非常强,纯电动车仍然没有得到普遍的接受。而通过限制燃油车的销售来强迫民众购买纯电动车,不但伤害了民众福利,同时也不利于整个汽车市场蓬勃发展。
其实解决这些问题也很简单--只要给纯电动车再配上一套燃油动力系统就行了。而这也就是所谓的插电混动车型。
当一辆汽车拥有了燃油和电力两套动力系统以后,很多问题都迎刃而解。汽车既能充电也能加油,在能量补充方式上自然更灵活。对于充电设施的要求大幅降低,只要家中有充电桩满足大部分使用即可,而不需要安装大量公共充电设施。
同时,两套动力系统还能互补,充分利用各自有优势的驱动工况,在燃油模式(电量保持)下还可以利用蓄电池来调节动力需求,使得内燃机工作在更平稳的状态下,在燃油模式下的能耗也会大幅下降,这样纯电动车不适合高速行驶的问题也得以解决。实际上,以普锐斯和雷凌/卡罗拉双擎为代表的非插电混动车型,也可以看成是电池缩小后的插电混动汽车。
更重要的是对续航的影响。纯电动车虽然有里程焦虑,但其实真正产生焦虑的只是少数应用场景。对于绝大部分人来说,每天开车行驶的里程最多不过几十公里,市面上任何一辆电动车的续航能力都可以满足。而只是少数情况下才会需要行驶更远的距离,但为了这少数情况,需要大幅增加电池,不但大幅增加成本,也占用空间和增大重量。
而插电混动车型在电量用完后,仍然可以使用燃油。这样一来,电池的容量可以大幅减小,只需要保证日常通勤使用即可。结果是,人们90%的出行都用电动解决,出行成本和能耗仍然大幅下降,但同时10%的长距离用车需求也得到了很好的满足。
目前国际上主流的纯电动车的电池容量在40-100kwh之间。而普通插电混动车型则只有8-18.8kwh。如果按节省了40kwh的电池容量计算,以目前近200美元/kwh的电池成本,就是8000美元,这远比增加的内燃机成本更高。
那么,根据上面的分析,似乎插电混动汽车就可以完美的适合目前纯电动汽车技术不完全成熟下的需要。为什么理想智造要剑走偏锋做增程式电动车呢?
这就要讨论中国目前的国情了。
首先,普通插电混动车型拥有燃油车的完备系统,在内燃机驱动模式下的排放和油耗也自然都要符合政策要求。因此,普通插电混动车型的发动机仍然要上各种技术,研发和标定也要进行大量的投入。
目前,整个中国民族汽车工业虽然已有长足进步,但内燃机技术较传统汽车强国仍然有明显差距。好的内燃机需要长期的机械制造经验,不是一朝一夕能赶上的。
更不用说,因为普通插电混动车型提供了复杂的内燃机和电机的协作模式,这中间涉及的混动构型的研发,机械部件如行星齿轮和高强度离合器的制造,以及控制逻辑的标定,都超出了大部分中国车企的能力范围。
从这两点来说,如果要发展插电混动汽车,在这方面领先的日本、美国和德国车企会拥有巨大的优势。
其次,普通插电混动汽车还存在“道德风险”。
中国要发展电动车,相比大部分发达国家有一个巨大的劣势,即我国的居民住宅主要以高密度的多层和高层住宅为主,其中相当一部分建设年份较早的根本没有足够车位满足大部分住户使用,也就谈不上安装私家充电桩。而即使是规划了地下停车场的新式住宅,往往也因为在地下安装充电站的安全问题,而无法让住户安装充电桩。
在这种情况下,在中国购买了纯电动车的用户,只能依赖并不方便的公共充电桩,以及并不普遍的单位充电桩。
在这种情况下,插电混动车辆的用户会怎样呢?大部分用户就直接把它当燃油混动车用。反正插电混动车型在燃油模式下的动力、油耗和行驶品质都足够好。
这也就是中国政府目前对插电混动补贴力度小得多,甚至有些地区对电动车的优惠政策完全不适用插电混动车型的原因。
严格上来讲,增程式电动车其实是插电混动汽车(PHEV)的一种--同样既可以充电作为纯电动车使用,又可以加油作为燃油车使用。
只不过,大部分插电混动汽车的动力系统结构更为复杂,内燃机和电机之间存在机械连接,内燃机可以直驱车辆以补充或替代电机提供动力,因此往往内燃机的动力规格更高,燃油模式下的效率够高;而电机的动力规格较小,纯电续航能力往往也较低。
上图中左侧为常见插电混动车型的构型,右侧为增程式电动车的构型
而增程式车型则正相反,它在结构上可以看成是纯电动车增加了增程器,往往以纯电驱动模式为主,增程模式为辅。这样一来,在研发上也要简单得多。
在成本方面,增程式电动车相比普通插电混动汽车是增大了电池和电机,但又减少了内燃机和耦合结构方面的投入。
一般来说,典型的增程式电动车如宝马i3 REX,电池容量和电机功率会更大,但采用的内燃机排量更小、动力更小,行驶品质也要逊色一些。不过既然纯电模式的续航和动力更强,只是应急使用的燃油模式差一点也无所谓。
对于中国电动车推广来说,增程式电动车更为简单的结构和要求更低的燃油模式反而是一箭双雕。一方面因为结构相对简单,对于自主品牌来说开发难度较低,民族汽车工业的劣势较小。另一方面,因为结构简单,燃油模式下的行驶品质和能耗表现相对更低,也可以促使用户减少在燃油模式下的使用。
这两点应该也是前段时间国家出台草案设立独立的增程式电动车的管理类别的原因。因为增程式相比普通插电混动在民族工业发展和纯电使用率上的优势,政府是有可能在未来给增程式电动车提供更类似于纯电动车的优惠政策的。对燃油模式下的排放和油耗的要求应该也可以降低。
事实上,引领世界电动车政策方向的美国加州,目前已经按BEVx这个等同于BEV的类别--而非PHEV的类别,来管理像i3 REX这样的增程式电动车了。
当然,宝马i3作为一款豪华品牌车型,燃油模式下的行驶品质也还是足够好的,要保证这么小排量的发动机也能提供足够好且适合增程模式的动力、燃油经济性和NVH,研发难度也并不低。但对于中国市场来说,要求可以进一步降低。
这就好像国内电动自行车使用的燃油增程器尽管各方面远不如最便宜的50cc踏板摩托,也受到市场欢迎的原因。
反正买了增程器,也还是以用电为主的。
而这也是理想智造ONE的意义。它的结构和技术足够简单,因此像车和家这样的新造车企业也可以应付得来。但同时相比电池容量更大、但成本相似的蔚来ES8,它在续航方面特别是长途高速的续航方面有极大的优势。
我相信车和家选择这个路线,也是确实相信增程式电动车能够更适合中国的国情,为推广电动车大环境中的中国消费者提供一个更为实用的出行工具。虽然这款大型SUV价格仍然较贵,但相信未来在规模提高后随着成本降低,他们也会推出更为低价小型的车辆。
当然,理想智造要真的获得市场的认可,前提一定是增程式电动车获得相应的政策优惠。而车和家也一定在努力的向政府争取。
不管成或败,我赞赏这个努力,也希望他们能成功。
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