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解析正道汽车增程式混动系统

发布日期:2020-04-02

豪华电动汽车H600正式亮相于3月7日的日内瓦车展,也是正道汽车首次对外亮相,它标志着中国汽车工业传奇人物仰融在汽车行业的回归。我们之前已经对正道汽车做了很多分析与报道,所以关于正道汽车这里就不再赘述。

本届上海车展,正道汽车带来3款新能源概念车,分别是豪华轿车H600、5座SUV K550、7座SUV K750。如标题所ㄨ示,这篇文章是正道汽车“技术解毒”,由于以上三款车采用的是同≤一套被正道汽车冠以“微型涡轮发电机超级电池”的黄金动力组合,所以我们重点对动◈力总成系统进行技术解析。

不谈“疗效”的技术不是好技术,所以,我们先从这3款车的性能说起:

H600

1、极速250公里/小时

2、百公里加速๑2.9秒

3、驱动电机最大功率600千瓦(816马力)

4、NEDC混合工况超过1000公里续航里程

K550

1、极速250公里/小时

2、百公里加速小于5秒

3、驱动电机最大功率超过500千瓦(680马力)

4、NEDC混合工况超过1000公里续航里程

K750

1、极速250公里/小时

2、百公里加速小≠于5秒

3、驱动电机最大功率超过5▌00千瓦(680马力)

4、NEDC混合工况超过1000公里续航里程

正道三款概念车采用了增程式混动系统,原理与一般的增程混动系统一样,即发动机负责发电不参与驱动,车载▲ミ储能装置给驱动电机供电,驱动电机则负责驱动车轮行驶。不过,正道汽车的不同点在于,它没有采用发动机来发电,而是“微型涡轮发电机”,储能装置被正道称为“超级电池”。

什么是“微型涡轮发电机”?

涡轮发电机是功能命名,行业术语叫燃气涡轮发动机,一般称为燃气轮机。

广义上的燃二维码微信群 气轮机是一种原理与活塞式发动机类似,同样是通过进气-压缩-燃烧-做功的四个行程,两者的进气环节基本类似,但是燃气轮机的空气并非进入气缸,而是经过一个叶片式压缩机进行压缩,然后ⓞ再进入燃烧室,在燃烧室与燃油混合之后会被点燃,燃烧排出的气体经过涡轮,推动涡轮转动,从而产生动力。狭义的燃气轮机指的是用在船舶、特殊车辆(比如坦克、工程车等)和发电机组上的发动机,飞机上的发动机都属于燃气轮机,⌒只不过会根据组成部件有更具体的ↈ分@类,比如涡扇发动机、涡轴发动机等等。

一般在设计汽车用的燃气轮机时,都会将一个发电用的电动机集成在一起,这就是“涡轮发电机”名称的来源。

正道的“微型涡轮发电机”怎么样?

相比传统发动机,正道的微型涡轮发电机体积小、重量轻,只有65公斤,输出功率稳定,均衡输出60千瓦,由于是涡轮驱动,正道的涡轮发电机最高转速可以达到每分钟10万转,设计寿命长达5万小时,热效应高达40%。另外,40%热效应似乎与内燃机持平没什么特别?那就错了,根据卍正道汽车的资料显示,借助其中的换热器还可以实现对多余的热力的循环利用,将综合热效率提升至80%左右,这就十分恐怖了。

除了这些凸出特性,加上出色的动能回收┆┇系统,能量∵回收率达到30%,使∝得正道三款新能源汽车综合续航在1000公里以上,综合油耗却不到5L。由于这套增程器零部件少、结构简单、缸内无摩擦,无需额外散热与润滑系统,这给日常保养提供很大方便。

据悉,正道微型涡轮发电机为“可选”燃料系统,包括汽油、柴油、乙醇、天然气等多种燃料,都能带动“增程器”高效运转。

(涡轮发电机剖面图)

从结构图上可以看出,发电机位置位于进气道的中间,这么设计的目的,使得进入压缩器的新鲜冷空气能够提前对发电机进行冷却。另外,发电机、压缩器与涡轮都由同一根轴连起来,当燃烧室排出的气体推动涡轮旋转时,涡轮的转动会同步带℃动同轴的压缩机与发电机运转。


(涡轮发电机工作原理图)

从原理图可以看出,新鲜的冷空气从进气道进入,被压缩器压缩成高压冷却气体,接着在换热器被高温排气进行“加热”,较高温度的进气在燃烧室与燃油燃烧,产生的高温高压气体推动涡轮✿。✿机运转,排出的高温气体再回到换热器给进气加热,排出的高温气体可以供热,或者直接排出。另外,涡轮机工作◣的同时,压缩器与发电机同步工作,发电机输出的是高频交流电,所以,通常根据不同负载设备接入不同的转换器。

相比传统增程器,微型涡轮增程器的优点是布局紧凑与效率高等优势,不过,也是由于紧凑,还有转速太高,使得这套增程器的≈散热是个问题,尤其是涡轮、压缩器与转子同轴固定。其实,电动君之前在主机厂时也见过类似装置,但是因为散热、质量与稳定性差等因素,使之看起来美好量๑ิ.ั๑产却很难,负责这个项目的德国工程师还在年复一年的调试中。另外,英国的阿斯顿马丁也曾研究∽过这〖个技术,并在一款超级跑⿻车上测试,但以失败告终。所以,正道宣称2020年能够将这套增程器量产并应用在正道这三款新车上,电动君还是保持怀疑态度的。

“超级电池”怎么个超级法?

正道汽微信群公众号 车的电池是以成熟的钛酸锂电池为基础,功率密度为80Wh/kg左右,加入石墨烯改良成石墨烯钛酸锂电池,功率密度提高到150Wh/kg,这功率密度似乎谈不上超级。2016年,有媒体报道正道汽车与美国加州大学合作研发出了石墨烯锂硫电池,功赛车群 率密度达到300Wh/kg,这应该就是正道汽车宣称的超级电池〥。

正道表示,石墨烯超级电池是∪目前世界上最安全的电池之一,无一例失火爆炸,工作温度范围在-40摄氏度至55摄氏度之间,同时具备超长的循环寿命,可持续充放电高达5万次与1万小时免维护,而且∠可以进行50C大倍率瞬间充放┌电,只需10到15分钟即可∩充满,这也是为什么整备质量1850千克的H600百公里加速只要2.9秒。

虽然钛酸锂电池比较成熟,也有应用案例,比如董明珠梦寐以求的珠海银隆,但是,目前业内很多对石墨烯的研究基本停留在实验室阶段。所以,以钛酸锂为基础,再融合石墨烯的超级电池性能的确强悍,不过,由于这三台概念车都未量产,还有公众对石墨▧烯的严重怀疑,显然,正道的超级电池想获得认可,必须提供更多实例证明,就像刚刚刷新“纽北”量产车圈速记录的蔚来EP9。

一般,新能源车企在宣传时总会强调自己掌握了“三电”核心技术,而正道则掌握了“四电”技术:电机、电池、电控与增程器,●通过上面的分析,与行业其它车企那重合度很高的“三电”技术相比,正道的电池与增程器技术的确有独到之处。可能有“电粉”会问:那正道的电机与电控技术咋样呢?

根据目前电动君搜集到的资料,只能确定正道汽车电机系〧统采用了四轮驱动与全轮扭矩矢量控制系统,它能够根据不同工况分别控制四个车轮的扭矩输出,进而对整车动力输出进行智能优化控制。根据这个介绍,一般会判定它采用了四个小电机并自带“变速箱”以驱动四个车轮,但是从网上找到一张正道汽车的透视图,似乎并非如此,所以,由于缺乏更多介绍资料,这里也就不方便过多解读。

最后就是整车电控技术,因为正道这套动力总成是“增程式混动系统”,融合了微型涡轮发电机、动力电池、驱动电机、行驶工况与运行条件,所以,它的VCU设计相比一般燃油汽车与纯电动汽车设计更加复杂,尤其是控制策略,它要求控制算法更加成熟可靠。另外,从正道这三款车的前排到后排,有5、6个屏幕之多,这种设计非常罕见,由于正道汽◐车定位偏商务,一方面它能提高车厢的“科技感”,另一方面,正道表示根据需要,可以灵活、无缝地搭载各种ADAS功能模块,表明这套车载系统不仅复杂还足够先进,已经提前为自动驾驶等功能预留接口模块。

不过,还是那句话,从动力总成详细技术介绍,到具体应用实例与体验等方面,正道汽车给大家的印象始终保持一种神秘感。所以,它的超级电池是否存在?微型涡轮发电机稳定性到底如何?电驱动架构是不是四电┏机四驱?车机系统真有那么先进?这些问¥题的模糊性,导致└业内对正道汽车持怀疑№态度居多。

但同时,不可否认,正道汽车的出现,一方面拓展了#中国新能源汽车的技术路线┑,让大家知道,除了…主流的、甚至千篇一律的纯电动系统,亦或比亚迪与上汽的插混系统,还有一种⊙微型涡轮发电机的增程混动系统以及石墨烯动力电池。另一方面就是它的车载多屏幕设计,如果说特斯拉开创了单屏时代,那么正道则拓展到多屏时代。

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