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理想汽车OTA搞出新花样:并联式增程可解决低电量加速性能问题

作者:天和Auto

插电类增程和混动汽车有一个共同的特点:电池组容量(SOC)高的时候,性能可以100%的实现,比如标定5秒破百就能5秒破百;但是在电池组容量低的时候就达不到5秒了,究其原因是电池组和发电单元不能同时给驱动电机供电。

理想汽车OTA搞出新花样:并联式增程可解决低电量加速性能问题

在解读理想汽车新方案之前,需要先了解两个知识点。

1.动力电池(组)不能一边充电、一边放电,电池的充电和放电都是化学反应;锂离子电池的充电和放电是化学反应促使锂离子从负极到正极、或正极回到负极,也就是锂离子的脱嵌和嵌入。负极到正极的移动产生了电流,这是一种现象或结果,所谓电池只是利用了这个化学反应的结果而已,所以电池都叫作“化学电源”。

以下是锂离子电池充电和放电的概念演示,仅为参考。

理想汽车OTA搞出新花样:并联式增程可解决低电量加速性能问题
理想汽车OTA搞出新花样:并联式增程可解决低电量加速性能问题

2.插电增程或混动汽车在混动模式里的运行状态和想象的不一样,大多数汽车爱好者都认为运行模式是发动机带动发电机给电池组充电,然后电池组再放电给驱动电机——边充边放,现在知道这不对了。

假设电池组容量是15%,SOC设定为60%(SOC可以手动设定),此时开启混动模式之后有两个状态:

  • 发动机带动发电机运转,给电池组充电,SOC开始恢复、直至达到60%
  • 发动机带动发电机运转,同时给驱动电机供电

这两项工作是一起做的,但是分为“两路”,谁也不干涉谁。

如果SOC设定的就是15%,那启动混动模式之后就只运行第二个模式,也就是不给动力电池组充电了。

理想汽车OTA搞出新花样:并联式增程可解决低电量加速性能问题

注意重点:

  • 电池组充电、给驱动电机供电,同步进行
  • 相互不干涉
  • 急加速时停止给电池组充电,电池组供电给驱动电机、发动机加发电机可以同步输送

由于急加速时需要很强的电流,单纯依靠发动机和发电机来增程会带来一个问题——发动机必须拉升转速以提高输出功率,否则就无法满足驱动电机高功率的需求!性能就会减弱。但是这也会造成转速升高和噪音增大,增程车的特点是在混动模式里也不会出现转速大幅波动,NVH(噪音/振动/声振粗糙度)的表现总会很好。

所以此时才需要动力电池组停止充电,配合增程器一同给驱动电机“加力”。

但是在电池组达到SOC最低标准的时候,此时的电池组就不能放电了,动力只能依靠增程器输出的电能,所以低电量的时候才会出现性能减弱。

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理想汽车这一次的OTA是要克服这个缺点,其概念是采用“并联原理”;可是增程车的发动机根本不参与驱动,怎样才能做到与驱动电机并联输出呢?

目前没有答案,理想的说法是“把增程器的功率也有效的应用于驱动”。

那么从技术角度来分析就只有一个可能性了,理论上只要不考虑NVH,在低电量状态中急加速的时候让发动机的转速“随动”——电动机需要多少功率,发动机就带动驱动待机以对应的功率输出,并且即便电池组此时不能“加力”也不给电池组充电,将发动机拉升转速、提高功率并完全转化为动力,这样就能实现低电量状态的性能提升了。

至于动力电池组应当是不会继续放电的,否则SOC过低会损伤动力电池。

理想汽车OTA搞出新花样:并联式增程可解决低电量加速性能问题

综上所述,理想汽车还真挺有想法,增程汽车的特点是发动机的转速稳定,不论怎么加速都基本不波动;这样的设定能有效节油,也能让NVH有很好的表现,只是也没有了“发动机声浪”,客观上确实存在低电量时的性能减弱、包括混动汽车。

反之,一旦不考虑NVH那就能做到“按需发电”。

说白了就是实时动态的调整发电功率,类似于燃油车发电机的概念。

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这样既让插混汽车有了原始的“发动机声浪”的机械感,同时又能保证性能;至于耗油量倒是会在这个状态下高出一些,可是这个模式也完全可以设定为特殊的、平时不用的运动模式,就像是个别品牌所谓的“曲率引擎模式”一样。所以这套系统还是值得期待的,一个完全不用变速箱、只经过一次“同步油电转化”就能实现内燃机随动电动机运转的模式,平心而论确实是很有想象力。

理想汽车有点意思。

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编辑:天和Auto-汽车科学岛,天和MCN发布

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