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干货满满!聊聊混动技术这120年 | 科技袁人

干货满满!聊聊混动技术这120年 | 科技袁人

科学


导言:

以国家而论,现在中国的混动技术世界上最好。以企业而论,奇瑞的混动技术最好。


本文是2022年6月15日袁岚峰博士和周之光博士关于“混合动力汽车”的直播内容

■ 视频链接:

https://www.ixigua.com/7112368048170467880
本视频发布于2022年6月23日,观看量已达14w


■ 精彩呈现:

袁岚峰博士:欢迎大家来到我的直播间,今天我们的主题是“技术·零距离 鲲鹏DHT超级混动公开课”,跟大家聊一聊混合动力汽车,聊一聊混合动力的发展历程,它的技术原理以及国产自研的混动技术现在突破发展到什么状况了,这是大家非常关心非常专业一个话题,我也需要向专业人士请教。今天我们就非常荣幸的邀请到了一位真正的专家,奇瑞汽车动力系统技术中心混合动力研发总监周之光博士。周老师,幸会。

周之光博士:袁博士,您好。非常高兴参加您这个直播课。屏幕前的各位媒体老师,各位奇瑞的车迷们,大家晚上好,非常荣幸能够和袁老师一起来做混合动力技术的一些交流。刚才在后台的时候,我跟袁博士也有一些聊天,我知道袁老师作为科技工作者也是科普的一个工作者,在混合动力领域其实也有很多的研究。所以我首先代表屏幕前的各位朋友问您一个问题,就是为什么需要开发混合动力汽车?


袁岚峰博士:这个问题应该是我问您才对,您是真正的专家。我按照我的理解来讲一讲,请您多多指教。我想一个最根本的目的是为了节能减排。众所周知,化石能源是一个不可再生的资源,而且我们现在在飞快消耗它,虽然有些民科不承认这一点,这些民科制造了种种千奇百怪的理由,说化石能源其实可以无限再生的,比方说是所谓石油的无机生源说,但是绝大部分人不相信这些谬论,学术界是根本没有人相信这种说法的。所以大多数人我相信还是很能够理解节约化石能源的重要性。

周之光博士:对的。这是我们今天开启这一话题的基础的认知,就在这点上我感觉大家的认知应该还是一致的,至少化学(石)能源生长的速度,远远赶不上我们消耗的速度。所以今天不管是降低能耗还是节能环保,汽车作为大众出行的必要工具,都需要逐步向新能源动力系统来做转型,这其中也包括了混合动力技术在车型上的应用,这也是今天我们讨论的这个话题的必然的一个社会背景。

袁岚峰博士:刚好前几天我们抖音的账号就发布了一个视频,标题叫做“纯电属于精英,混动拥抱大众”这个视频就引起了很多网友的热烈的讨论。今天就正好向您请教一下,新能源车和混合动力车它的发展历程是怎样的?


周之光博士:好的,在汽车的整个发展过程中,可能大家有一点不太了解,其实在历史上电动车跟燃油车几乎是同时发明的,混合动力汽车也出现得非常早,在上个世纪,19世纪末的时候,其实当时就有过技术路线之争,有人说可能是纯电动,有人说混合动力,也有人是说燃油车。经过这么多年的发展,现在才逐步的燃油车占据了主流,其实在历史上电动车、混合动力、燃油车都是经过很多次的竞争之后才形成的现在的格局。目前又发展到了另外一个竞争的局面,就是电动车、混合动力又有蠢蠢欲动的趋势,燃油车大家看到销量也在逐步的下滑,所以说现在又到了这一轮的技术比拼的时候了。

所以我们也想看一下在历史上电动车和混合动力到底是怎样的一个竞争态势。在刚开始的时候,大家可能认为燃油车最早出现,其实我也查过一些资料,让我也很吃惊的是,世界上第一个电动车比燃油车还要早,燃油车是在电动车出现几年之后才产生的,几年之后又出现了混合动力。

袁岚峰博士:也就是说最早的汽车其实就是电动汽车,电动汽车根本不是个新技术,它是个老技术。

周之光博士:对,所以我们现在说的新能源汽车其实在100多年前其实已经存在了,只是现在我们认为这个技术需要换换新身,给它取了一个名字。

袁岚峰博士:这么说起来燃油车才是新能源。电动车才是最古老的。

周之光博士:是的,这里我有一些具体的数字可以给大家分享一下。1881年在巴黎的国际电力科技展上,法国工程师就已经展示了第一辆铅酸电池驱动的电动汽车,可以认为是世界上第一个电动汽车。到1886年也就是5年之后,卡尔本茨也就是奔驰的创始人,才开发了第一个燃油车,所以说电动车比燃油车早了整整5年。在10年之后,一个叫Harry E. Dey的工程师设计开发了第一个混合动力车的原型。在1900年的时候,在巴黎的世博会上,保时捷也展出了它的混合动力的车型。非常有趣的是,120年之后,在2020年的巴黎老爷车的展览会上,这个混合动力车再一次地展出了。


袁岚峰博士:所以汽车出现的顺序最先是纯电动,然后是燃油车,然后是混合动力,按照这个时间顺序出现的?

周之光博士:是的,对。到上个世纪70年代,我们众所周知的两伊战争,包括中东战争,让石油产生了很多的危机,所以油价当时也是飞涨,所以当时一些汽车制造商也看到了这个情形的变化,所以在日本的两大品牌丰田和本田的引领下,混合动力技术路线现在又重新进入了大家的视野。

袁岚峰博士:是,我也听说过丰田和本田它们是最早开始混动汽车的研发生产的。

周之光博士:真是这样的,大家所熟知的丰田的THS混合动力系统就是在上个世纪末的时候,大概1997年推出的第一个普锐斯的混合动力车型,经过多次的技术革新换代也现在发展到了第四代,相比于丰田的混合动力,本田的可能出来得稍微晚一些,它前面也经过几代混合动力路线的迭代,目前推出的是i-MMD的混合动力系统,作为稍微年轻的一个混合动力系统,目前它也推出了第三代产品,马上可能也要进入第四代的研发阶段。所以总的来说,能源问题目前已经成为全世界共同关注的问题,每个国家都在提倡节能减排。所以说新能源汽车,尤其是新能源汽车里面的混合动力汽车,我们认为在后面应该是大有可为,就是在我们国家也通过大量的人力、物力的投入,最近几年技术上也取得了一些成绩,也突破了国外混合动力技术对中国的封锁。


袁岚峰博士:那这是一个非常动人的故事,就是中国混合动力技术如何后来居上,如何突破国外封锁的这个故事。我们先回头说一下石油短缺对于中国的影响,因为根据我的调研,我发现它对于中国的影响特别的严重。如果论面积中国是世界第三大国,但是论石油储量中国只排在世界第13位,因为石油的分布实在是太不均匀了。中国现在一年消耗的石油大概有7亿吨,但自己生产的石油不到两亿吨,就是说我们有5亿吨石油是要进口的,这个如此巨大的缺口对经济是个巨大的挑战,甚至对于我们的国家安全都是个巨大的挑战,因为我们总得时刻考虑着,如果石油通道被切断,那对我们国家会造成多大的挑战。

还有另外一方面就是你燃烧化石能源会排放大量的二氧化碳,二氧化碳就会导致温室效应,导致气候变化。虽然有很多民科不承认这一点,他们发明种种理由说气候变化是个骗局,但是在学术界其实早就得到公认的,比如说2021年诺贝尔物理学奖就奖给了气候变化方面的研究。所以从各方面来看,大部分人都得到共识,就是我们需要节能减排才能可持续发展。

周之光博士:对,节能减排这两个课题就是非常肯定的现在已经成为了全球共同的话题和任务。我想您肯定也关心到了我们国家在这方面的一些政策。


袁岚峰博士:是,在2020年我们国家就制定了两个国策,就是说2030年要碳达峰,就是说碳排放要达到一个极大值,以后就只能下降,不能提高了。2060年要碳中和,那时候就是说我们排放的二氧化碳跟我们吸收的二氧化碳要一样多,就我们不再净排放了,这个是非常严峻的一个时间表,我们要付出巨大努力才能做到这个。但实际上有很多其他国家也都制定了类似的时间表,但它们并没有那么认真,国际形势一有风吹草动它们又缩回去了。所以看现在这个情况,你会发现只有中国是特别认真在推进这个路线图的,就我们是所有国家当中对于碳达峰、碳中和是最认真的,这个是个好事,这个才叫大国的担当,我们如果要引领人类走进新时代,就需要这样的大国的执行力。请问周博士我们国家在汽车业做哪些事情呢?


周之光博士:国家在汽车领域相关政策也是非常的明确,早在2009年就是工信部也制定了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,2010年的时候,新能源汽车就被列入了中国七大战略性的新兴产业。由此可见,国家对推行新能源汽车和混合动力汽车也是非常的重视。奇瑞作为国内第一家跟进国家能源战略的汽车品牌,在2010年就成立了新能源公司,在去年的上海车展上,我们也宣布了奇瑞的2030的能源战略,我们的战略主要分为两个阶段来实现我们的总体目标。第一阶段就是全面提升我们燃油动力的能效,推进混合动力这些新能源技术的快速应用。第二阶段就新能源汽车的销量占比要超过40%,完成氢动力市场开发和商业化的应用。


袁岚峰博士:这是一个两阶段的新能源战略目标,可以看出这是奇瑞长线的规划布局,而且这个也是非常符合我们国家现在的市场发展情况的。

周之光博士:对。奇瑞汽车从技术革新和产品布局两方面着手,也是为了综合考虑用户的需求,就我们认为未来很长一段时间,燃油动力、混合动力,还有纯电动乃至更多动力形式的车型一定是百花齐放的局面。所以我们也布局了奇瑞4.0时代的全域动力架构,覆盖了燃油动力、混合动力、纯电动力,还有氢动力在内的所有能源形式,就是为了满足不同用户在不同场景下的用车的需求。当然新能源汽车和混合动力汽车是我们未来发展的重点,也是我们奇瑞在技术布局中的一个发力点。

袁岚峰博士:说到对未来的预测,我可以向大家介绍一个重要的文件,它叫做《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,这个2.0的路线图是中国汽车工程学会在2020年提出的,可见它代表了业界的专家意见。这个路线图里面有个重要的预测,就是到2035年混动汽车占燃油汽车销量的比例是100%,也就是说那个时候就没有传统的燃油汽车销售了,任何还在用油的汽车都必然是混动。这个路线图还有个预测就是2035年新能源汽车占全部汽车的销量比要达到50%,所谓新能源汽车主要指的是纯电动了,所以可以大致认为那个时候的汽车销量就会一半是混动,一半是纯电动。


周之光博士:您对汽车领域确实非常有研究,也感谢您对我们这个行业的关注。这里我还要再补充一下,这份技术路线图里面说的50%的新能源车,其实里面还包括了插电式混合动力就是PHEV的车型,插电式混合动力车目前在整个新能源这个领域里面占比大概在20%左右。所以如果从广义的混合动力的概念来看的话,到2035年混合动力汽车的占比应该是达到60%到70%左右。

袁岚峰博士:这就是个有趣的问题,就是说混合动力这个词还有广义和狭义之分。很多网友肯定也很关心,混合动力这个词到底是啥意思,是不是可以理解为当我们说混动的时候,默认指的是没有充电口的混动,除非你特别明确的指出来是插电混动?

周之光博士:确实,目前市场上对混动的概念定义非常的不清晰。我们目前一般说的混动都是可能特指的是类似于丰田、本田这种不能充电的车型,就是它自己带一个很小的电池,电量大概在一点几度电到两度电左右,它不能从外面的电网获得电能,只能通过自己发电来产生电能。按照中国的国家标准,只有纯电动续驶里程,按照NEDC工况测试超过50公里,并且能够从电网获得电能,这样的车型才叫插电式混合动力汽车。传统的混合动力是没有充电口,对用户来说,他的使用可能跟传统燃油车是相当的,不会改变用户的任何的使用习惯,没有充电桩,也没有充电箱,也没有很大的电池,它可能比传统燃油车会稍微贵一点,但是也是非常省油。所以在很长一段时间之内,混合动力被认为是传统燃油车替代的一个非常重要的方案。


袁岚峰博士:谢谢周老师的讲解。我想对网友们说的是,你如果理清了这些关系,搞清楚了广义和狭义的混动,那么你对于混动的了解就至少超过了90%的人。下面插电式混动又是怎么用的?

周之光博士:插电式混动之所以算为新能源汽车,这是因为它有两套驱动系统,就是在电池有电的时候,我们一般用电机就能够带动车辆来行使,能够满足客户大部分的使用场景。如果电池电量下降到一个比较低的水平,我们认为在术语上叫做电量保持模式的时候,这个时候发动机和电机一起来驱动车辆,这样的话它的油耗也是非常的低。所以插电混动有纯电动的特点,就是能纯电驱动,能够零排放的行驶,能够用电能来驱动车辆,使用成本非常低。同时它也有燃油车的一些特点,就是没有里程焦虑,只要有油车辆就能够运行,这样的话它对有里程焦虑的人来说可能是非常好的一个选择。

所以可以说插电式混动是取了纯电动和混合动力的一个优点,就是把两个优点结合在一块,有电的时候用电,没电的时候用油,在没电的时候油耗可以说就是零,所以它也是一个可以说在某些情况下,也是一个零排放的车型。所以从这个维度说,我们认为插电式混合动力汽车应该是要优于我们前面说的混合动力汽车的。同时在长途行驶的时候,因为有发动机的支持可以不像纯电动车那样,有可能被困在半路的风险,同时在AMIH(音)以及驾驶平顺性方面,插电混动其实还都有一定的优势。所以这也是为什么奇瑞非常看重插电式混动一个重要的原因。

袁岚峰博士:这样我想大家对于混动的理解就清晰很多了。所以有一个有趣的问题,如果你问纯电动能不能完全取代燃油车呢?许多还不确定,因为对于纯电动的续航是不放心的,你害怕被困在路上。但是如果问混动车能不能完全取代燃油车,那么这个答案就是非常确定了,因为混动车已经在多个维度确实都非常明显的比燃油车要好,这是一个趋势,而且也是一个现实了。如果你又问,混动和纯电动哪个好?这个回答就见仁见智了,因为两者是各有利弊的,最明显的就是说混动毕竟还有部分烧油的,这点是不如纯电动。但是另一方面它没有里程焦虑,而且它的能量补充它既可以加油也可以加电,它不单纯依赖外界的充电设施,这一点它又是优于纯电动的。


周之光博士:对,您刚才也提到了插电混动有个综合续航的情况,我这里也想补充一下,在综合续航里面还有一个指的是纯电的续航里程,一般的纯电动续航里程前面介绍的按照中国标准50公里可能就能达到这个标准的要求,就能算作插电式混合动力汽车。但是我们在设计这个插电式混合动力汽车的时候,除了满足国家标准之外,我们也对用户的实际使用场景做了很多的调研分析工作。我们认为50公里可能只是一个基础入门版,可能还无法满足大部分人使用的需求。如果把纯电动续航里程提高到100公里,按照这个统计分析就能够覆盖90%以上用户出行的场景。实际上关于电池用多少,续航里程定多少,我们当时在开发的过程中也有很多的争论,有些人认为50公里就够了,这样的话电池成本还低,可能更能吸引客户的需求,客户的购买,因为定价可能也会低一些。

但是我们从另外一个维度来说,毕竟纯电动行驶也要满足很多人的需求,这样的话能够给他带来更好的纯电驾驶感觉,纯电动使用的低成本。所以我们最终经过调研就把100公里当做我们的开发目标,这样的话90%的人基本上都能够覆盖,我们也没把这个里程放到200或者更高的里程,因为我们认为90%的人有这个需求,按照这个来定是最合理的,如果再多的话,有可能电池重量过重,可能90%的人就为了更多的里程要支出更多的购车成本。同时每天背负更重的电池在行驶的话,对电耗油耗可能都是不利的,所以我们选取了一个能够满足90%人需求的这样一个目标,来作为我们开发的目标。

所以对于很多不常出远门的来说,100公里的续航里程基本上能够满足日常的使用,买菜、上班、送小孩这些可能都没有问题,就是纯电动的感觉了。所以我们认为插电混动能够短的续航里程之内用作纯电动,同时长的出行又能用作混动,没有里程焦虑。所以插电混动我们认为在目前这个阶段应该是最好的一个选择。

袁岚峰博士:那要这么理解的话,可以说插电混动它是相当于在纯电动的技术上加了一个发动机,纯电动最大的缺点就是说它续航里程它为了满足比方说500公里这个需求,它要背很多很多电池,然后搞得特别重。这么多电池本身又是一个巨大的能量的消耗,它现在就是说你电池可以少带一点,你加点油你就可以保证一个很长的续航里程,反而是变成了在纯电动基础上再去优化一下。因为用油来给它做了一个里程的备份,所以可以说这是一个非常好的思路。所以我们总结一下,混动车它跟燃油车相比,它的好处是更省油,跟纯电动相比它的好处是没有里程焦虑。所以它至少是一个最优的解决方案之一,如果不是说它是最好的那一个的话,它至少也是之一,而且在很长时间会保持这一点。

所以就是为什么我们前面说了中国汽车工程学会预测2035年混动车会完全取代燃油车。目前有个说法就是说,2022年是中国汽车的混动元年,从现在到2035年,就应该是一个燃油车和插电混动共存,插电混动逐步扩大市场份额的这样一个阶段。了解了这些背景之后,我们现在再来介绍这背后的科学原理。说到科学原理,很多人有个巨大的迷惑,就是说混动为什么能节能?这个基本问题很多人不清楚的,因为只要你稍微思考一下你就会发现,无论你用什么东西来驱动,是用油还是用电驱动,但是汽车只要你给定它的速度,给定它的路况,汽车无论如何不都要消耗同样多的能量吗?

而且跟无论是纯油还是纯电相比,混动都有一些不利条件,比方说它跟燃油车相比,它要多搭载一个电池和电机,它消耗的能量岂不是更多吗?或者从另外一个角度来看,能量转化的角度,就燃油车它的能量转化就是一步,就从热能转化成机械能,而混动车是热能转化成电能再转化成机械能,它还多一道工序,损耗岂不是更多吗?

周之光博士:对,这背后的原理确实比较深奥,很多人可能也不理解,但是袁博士您作为物理学的专家,我也知道非常擅长用通俗易懂的话语来把深奥的道理来讲清楚,所以正好今天有机会请您给我们来做一个分析。

袁岚峰博士:对于这个问题的回答可能会让大多数人惊讶,就它会追溯到一个非常基本的原理,就是混动之所以更节能,归根结底是因为热力学第二定律。热力学第二定律这个词可能大家全都听说过,这个定律说的到底是什么呢?实际上我们可以举一个日常生活中最常见的例子就是说一杯水如果是热水它会自发的变冷,但是冷水不会自发的变热,就有些变化自发的变化是单向发生的,这个就是热力学第二定律决定的。


这是一个日常生活的例子,如果是用学术性的语言来表述的话,如果认真学过,科班出身学的话,它是说热力学第二定律说的是熵,一个孤立体系的熵,只会增加不会减少,这个熵是单向增加的,这个确实也是它的一种表述方式。不过其实热力学第二定律有个有意思的地方就是它有非常多的表述方式。对于我们当前这个问题而言,这方面的表述方式是这样的,是说能量是有高低品质之分的,比如说电能和机械能就是高品质的能量,而热能是低品质的能量。

我们首先知道有个热力学第一定律就是能量守恒定律,它说的是不同的能量可以互相转化,但是那个能量的总和是保持不变的,大家可以变来变去,但是加起来总是那么多。然后热力学第二定律告诉你,这个能量的转化还不能随便转化,它是有方向性的,高品质的能量可以完全转化成低品质的能量,但是低品质的能量就不能完全转化成高品质的能量,比如说我们前面不是说电能和机械能是高品质的能量,它们俩就可以完全转化成热能,比方说一个微波炉在那发热,这个就是电动完全转化成热能了。或者机械能你摩擦生热这个就完全转化成热能了。电能和机械能之间互相也可以完全转化,无论是电动机还是发电机效率都可以接近100%,但是你就不可能把热能完全转化成电能或者完全转化成机械能,这个从基本规律上就不行了。


从力上来看,热力学第二定律是怎么来的?其实它最初就是来自于对热机效率的研究。所谓热机就是说这样的机器它是把热能转化成机械能,比方说我们汽车里面用的那些内燃机,这个就是热机。那么热机是怎么工作?它总是需要一个低温热源和一个高温热源,比方说低温热源就是常温的空气,高温热源就是你燃烧产生那些高温的气体。热机究竟是干什么的?热机就是从高温热源获得热能,然后把其中一部分变成机械能对外做工,然后把另外一部分传给低温热源。热机对外做的功除以它从这个高温热源获得的热能,就是所谓它的效率,就是热机效率。

那么这个热机的效率最高能到多少?这个是19世纪的科学家非常关心的一个问题。经过多年研究大家得到那个结论,让所有人都震惊了,就是说热机的效率最高其实只取决于一个因素,就是热力学温度,就是低温热源和高温热源,如果我们把它热力学温度分别叫做T1和T2,那么热机的效率的上限就是1减去T1除以T2,仅此而已,只由这一个决定。这是非常惊人的一件事情就是说这个上限仅仅由两个热源的热血温度之比决定,跟其他任何因素都没有关系,比如说跟热机的工质就没有关系,无论你用的是水蒸气还是空气,还是任何其他物质都一样,你不可能通过改进工质来提高热机的效率上限。同样跟热机的工作过程也没关系,无论你用的是卡诺循环,还是奥托循环,还是任何其他循环都一样。


这个是非常惊人的一件事情,如果你没有学过热力学温度,那我们再稍微解释一下,所谓热力学温度,就是所谓绝对温标,它单位是开尔文,它的数值是等于摄氏度加上273.15,也就是说我们水的凝固点0摄氏度就是273.15 K,然后水的沸点100摄氏度就是373.15 K,所以我们常温25摄氏度,大概就是300K左右,这个就是T1。然后T2会是多少呢?作为一个汽车发动机,它燃烧室的温度一般是几百个摄氏度,所以T2大概就是T的几倍,所以这两个比一下就会发现了,这就是为什么内燃机的效率达到40%都已经算是很高了。但是另外一方面电动机和发动机的效率,因为它们之间是高品质能量转化,所以它们轻轻松松就可以接近100%。

周之光博士:对。刚才袁老师讲的主要是物理的原理,我再从工程设计的角度做一下补充,燃油车的发动机将热能转换到机械能的过程中,可能有一个热量的传导,相当一部分的热量可能会通过壳体之类的往外面进行辐射,刚才讲的现在的发动机热效率在40%左右,40多一点,所以还有大概接近60%的热量是需要散发到这个环境中,通过零部件一些传导和一些辐射。所以就是我们在实际工程中可能要对这个热进行处理,否则的话它对我们零部件寿命可能都是有损害的。所以大家也看到我们车上有什么冷却风扇、冷却水泵,有这些东西,都是为了伺候好我们的发动机,让它温度工作在一个比较舒服的环境下,这样的话它的效率可能才会比较高,零部件的寿命才会多点。


袁岚峰博士:一方面你希望燃烧室的温度尽量高,另一方面你又需要把这个热量赶快的散发走。

周之光博士:对。相比之下就是混合动力或者纯电动,可能这种情况会比较少。因为我们知道刚才说的电的转换效率非常高,就电机现在效率都已经九十七点几,接近98,电机控制器的效率也都九十八点几,如果用碳化硅的话可能超过99%,所以说电驱动系统的效率已经接近100%,所以从这一块来看的话,电驱动的效率应该是非常高的。

袁岚峰博士:感谢周老师的解读。由此我们可以理解,虽然混合动力车它的能量转化是有两道工序,就是热能到电能,然后再到机械能,它比燃油车多了一道工序,但是它有一步电到机能这一步,这个能量几乎是没损耗的,所以如果前面内部就是说从热能到电能那部分的效率有所提高的话,那么总的效率仍然是可以提高的。请大家想一想,前面那一步的效率为什么会提高呢?

其实如果你熟悉汽车技术的话,对这个问题就很清楚。因为发动机它在不同的工作状况下效率差别是巨大的,比如说转速太低不行,转速太高也不行,中间某个区间它那个效率是最高的,而传统燃油车它会大量的时间就工作在那些低效的区间,所以总的效率就严重被拉低。所以假如你有办法让发动机只在它最佳的工况下工作,你就可以提高效率了,这就是为什么混动比燃油车多了一道工序,它却能够更省油的基本原理。

周之光博士:对,没错。我们也经过统计分析发现中国的工况,其实大部分人都行驶在非常低的一个车速场景下,大部分分布在20到30公里,就平均车速,所有人的平均车速。

袁岚峰博士:拥堵实在是太厉害了。

周之光博士:对。所以在这个环境下工作的话,其实发动机也是工作在一个非常低效的区间,所以混合动力利用电机的辅助驱动的能力,把发动机这些低效工作点给它转移到高效工作点。就比如说只需要发动机工作在很低负荷的时候,我们可以通过发动机发电把负荷提高,让它工作在高效区间。同时如果发动机工作在一个大负荷的话,以后也不好,这个时候我们可以通过电机助力,让发动机少出一点扭矩,电机多出一点扭矩,这样的话总扭矩不变,但是发动机工作在一个更高效点,这样的话可以通过电机的调节,让发动机工作在一个很舒服的区间,从而提高整个系统的效率,这也就是混合动力省油的一个秘密。


袁岚峰博士:您解释得太好了,让我们对于技术秘诀理解了很多。前面是说完了物理原理,下面我来介绍一下混动车型的技术实现,实际上这个不应该我来介绍,周老师才是这方面的大行家,因为我是前不久现学现卖,赶快去读了一点资料调研了一下,这是班门弄斧了,还请周老师和业内行家多多指正了。

周之光博士:袁博士刚才为我们讲的物理学原理也是非常的透彻,下面我还想请您从原理上讲解一下混合动力技术实现的路径。我从汽车技术的角度再做一些补充,综合起来一定能够帮助观众们更好的做一个理解。

袁岚峰博士:好,那我再按照我有限的了解来讲一下,就是说按照历史顺序,同时它也是一个复杂度从低到高的顺序,混动技术可以分为三类:串联构型、并联构型和混联构型。最简单的一个叫做串联构型,就是说它这个能量的流动是单向的,只有发动机到电池到车轮这一条路,所以叫做串联式的。也就是说它的发动机只干一件事,就是给电池充电,这个发动机是从来不用于驱动的。这样做有什么好处呢?


就是说这个发动机它可以一直在最佳工况下工作,所以这个思路非常简单了,所以它的构型就只有一种。后来出现了第二大类叫做并联构型,这个就是说它的发动机和电池都是可以驱动的,所以它能量的流动是并联式的。这种可变的花样可就多起来了,首先离合器往哪放?离合器是用来开通或者切断一条能量通路的。然后变速器(箱)往哪放?变速箱是用来变换驱动力的大小的。离合器有多种选择,变速箱也有多种选择,它们组合起来之后构型变得很多了,就有五种构型。然后在给定了总功率的情况下,它有一个自由度,就是说你可以选择有多少功率来自电机,多少功率来自发动机。

在此之后又出现第三大类叫做混联构型,就是说串联构型和并联构型的综合,它包含了至少两个电机,然后这个能量流动兼有串联和并联的特征,而且你还要考虑串并联它可以是同时的,也可以是分时的。所以它总的构型就变得非常非常多。在总功率给定的情况下,它有两个自由度了,就是说你可以选择电机输出功率和发动机输出功率,同时你还可以选择发动机的转速,所以它的复杂度又提高了。

周之光博士:对。这里我再补充一些历史的背景,就是这三个构型历史上的发展也是紧密关系在一起的。刚开始的时候大家认为传统车都有发动机驱动,为了让发动机工作在最高效一个点,所以大家认为串联可能是一个最好的方案,因为它只工作在一个最高效的点发电,其他时候都是要么就是停机,要么就是工作在高效点,只有两种状态,通过电机来驱动,这样的话整个系统也还比较高效,技术上的实现难度也不大,所以刚开始一般都认为这种方案是最好的一个方案。

但是随着技术的进步,大家也发现并联的话可能在整个工况下效率还更高一些,因为它有发动机直驱的很多工况,因为串联毕竟有发电,电再驱动,这个二次能源的转换,这块的效率损失大概也有接近20%,所以并联直接驱动的话,没有中间能量的转换,所以它的效率可能更高。所以后面的并联又发展得比较迅猛。到了再后来大家发现并联可能也发展到一个瓶颈阶段之后,下一步再怎么办呢?就是把串联跟并联结合起来,突出了“混联”的技术路线。这也就是目前市场上的一些主流的路线。我们把“混联”路线里面变速箱我们叫DHT这是混合动力专用的变速箱。

袁岚峰博士:那我来注释一下DHT这个词是什么意思,它的全称是Dedicated Hybrid Transmission混合动力专用变速箱。那么既然前面有这几种不同的思路,周老师请给我们大家讲一讲,目前各种品牌或者车型它们是怎么发展过来的?

周之光博士:好的,我们还要从混合动力市场上最早的车型来说起,我们知道最早量产的车是上个世纪90年代就是普锐斯的那个车型,应该是世界上公认的混合动力的鼻祖,也应该是代表了一个主流的技术方向。它主要是用一个行星齿轮来耦合发动机和一个发电机,用发电机来调节发动机的工作点,让它工作在一个高效区间。这样的话它整个系统也是非常的高效。通过这个结构它能够决定什么时候用油,什么时候用电,所以这个技术一推出,其实也还是比较受欢迎的,到目前已经共推出了四代。

这个里面电机跟发动机比较近的那个电机,它主要作用就是发电,一直调节发动机的运行点。另外一个电机主要是用来做驱动,同时在制动的时候也可以发电,把制动的能量回收过来,这样的话也可以回收一部分能量,也可以在系统上面体现节油的效果。所以发电机在低速的时候会发电,让发动机往稍高的负荷走,让它工作在高效区间,然后在高速的时候它又可以调节发动机的转速,让它往中间靠一靠,就是让它工作在一个更舒服的区间。这样的话通过这种原理来实现整个系统的节油。所以丰田这套系统我们叫机电耦合装置,也是非常独特的,也是非常巧妙,所以也是我们学习的一个榜样。


袁岚峰博士:这里我倒是听说过,丰田它是最早在这方面取得成功的,它就设立了大量的专利壁垒,外界就很难进入了。本田当初其实就被丰田挡在门外的,最终本田开发出了另外一条不同的技术路线,它终于绕开了这个壁垒。

周之光博士:是的。本田它是采用的也是双电机的,但是它的双电机我们定义是另外一条路线,丰田的我们叫功率分流的路线,本田的我们叫串并联的路线,就是它有串联也有并联,所以简单的叫串并联的路线,目前也发展到第三代,主要使用的是一个2.0升的阿特金森的高效发动机,匹配了一个驱动电机,还有一个发电机,本田的系统主要是没有传统意义上的变速箱了,就是电机直接驱动,然后发动机也是只有一个速比来驱动,就没有传统意义上的变速箱,可以通过动力控制单元完成发动机和电机的协调控制。电机是作为主要的动力源来驱动,大部分时候发动机可能还是承载着发电的功能,只有在车速比较高的时候,发动机急需更有优势的时候会来驱动车辆,主要是在高速上会参与驱动。

所以总体来说本田的技术路线主要是以电机驱动为主,日常使用的时候大部分是串联的模式,同时它也需要更高效的一个发动机,这样的话配合电机来使整个系统降低油耗。然后丰田就是更侧重于用电机让发动机工作在一个高效区间,所以更多的可能是类似于功率分流或者简单理解,可能是并联的这种模式,它是搭配的高功率的发动机加上一个小功率的电机,大概是这样的一个组合。所以总的来说可以这么简单的理解,就是丰田用“少用油”的方式来实现省油,本田是用这种“多用电”的方式来实现省油,所以它们两个路线还是截然不一样的。

袁岚峰博士:非常有意思,虽然这些技术细节很容易让人眼花缭乱,但是大家至少可以理解一个大图景,就是说混动技术的发展历程,它的构型变得越来越复杂。它这样做有什么好处?就是它的效率变得越来越高,能够适应的路况就越来越多。同时除了丰田、本田之外,各种车企它们都在不断的寻求新的技术路线,以此来突破原有的技术壁垒。


据我所知,奇瑞的鲲鹏DHT就是这样诞生的,你要问鲲鹏DHT属于哪一类,它是属于混联构型,因为它包括一个发动机和两个电机。不但如此,我们还要说它是属于“第二代混动技术”,相比以前的就是第一代混动技术,第二代肯定要比第一代要强,它为什么要强呢?因为它能够用三台引擎之间的多种组合来保证每一个机器都工作在自己的最佳状况,然后各种模式的衔接更加平顺,也就是说它用更多的选择实现了更好的性能,用更多的控制实现了更好的体验,用信息来补机械的不足,这是一种普适的智能化的思路。通过刚才周老师这么多的讲解,我们对于混动技术的发展有一个比较清晰的轮廓,刚才我们提到第一代混动技术和第二代混动技术,你能否向我们介绍一下目前混动技术的现状呢?


周之光博士:好的,没有问题。从技术上来看,就目前市场上主要有两类的混动技术,一个是我们简单归类为第一代的混动技术,主要是采用AHT(音)的技术路线,在传统的变速箱的基础上通过增加一个电机的方式。

袁岚峰博士:请问这个AHT是什么的缩写?

周之光博士:AHT英语实际上是Add on Hybrid Transmission,简单翻译过来好理解,就是拼凑式的混合动力。

袁岚峰博士它就是拼凑式的,OK所以你看DHT叫做Dedicated专用的混合动力变速箱,而AHT是拼凑的混合动力,所以一听这名字就知道那专用的肯定比拼凑的要强。

周之光博士:是这样的,在混合动力发展初期,大家对市场前景不太看好的情况下,可能基于现有的车型开发是比较好的一个方案。现有的车型可能就有传统的变速箱,包括AT(自动变速器)、DCT(双离合变速器)或者CVT(无级变速器),所以都是基于传统变速箱在上面加一个电机的方式来实现混合动力的系统,包括欧系的很多车型就是奥迪Q7还有奔驰S500这些,还有高尔夫的GTE这些车型都是在DHT上面,或者是AT上面加一个电机来实现混合动力。我们说的第二代混合动力,它就是没有传统变速箱的概念,变速箱全部是为了围绕混动怎么省油,怎么驱动效率高来开发的。所以第二代混合动力技术路线,我们刚才说的分两类,一个是类似于丰田的功率分流的路线,还有一个是类似于本田的串并联的路线。

所以在国内现在走功率分流的很少,因为前面说的功率分流其实还有很多的专利的保护,同时它技术难度上也比较大,尤其控制上面要求也是非常高。所以采用串并联路径现在使用的越来越多,就包括本田国内的比亚迪DMI、长城柠檬的DHT还有我们的鲲鹏DHT,这里主要的区别就是挡位数量可能是一个比较大的区别,就是IMMD和DMI都是一个挡位,长城是在一个挡位上再加一个挡位,就是可能为了弥补高速动力不足的这些问题,奇瑞就是在上面再做了一些优化,我们不但要弥补高速不足,中速的时候其实有一个挡位,如果能够驱动的话,也能够很好的提升效率,也能够让驾驶平顺线更好,还有AMIH(音)这些表现更好。所以奇瑞我们就一步到位做了一个三挡的DHT的方案。


袁岚峰博士:这非常有意思,也就是说混合动力大部分还是只有一个挡位的,但是这个挡位其实越多越好,奇瑞的鲲鹏DHT是现在所有这些混动DHT当中挡位最多,它有三挡。所以在这个意义上我们中国的混合动力已经是走在世界最前面了,这是一个非常有意思的突破技术壁垒,后来居上的这么一个历程。我想请问我们国内的混动技术到底是怎么实现后来居上的?

周之光博士:这个问题可能要分两个部分来解答。首先从国内市场来看,就自主品牌和合资品牌来比的话,自主品牌发展混动有两个优势,一个是成本控制上的优势,我们知道混合动力是在传统的动力系统上面又增加了电机,电机控制器,还有电池,所以它的成本是增加不少的,自主品牌主要的思路是通过自制这些核心零部件来把成本做下来,这样的话一个是核心技术掌握在自己手里,同时成本也是可控的。第二个就是从产品布局上来看,自主品牌从这个产品开发的周期也是比合资品牌大大的缩短,更具有后发的优势,就是我们可能后发还要先制,通过产品快速的迭代,一代一代的发展,很快就能够赶上或者是超越国际的这些主流的品牌。



所以从国际视角来看,可能各个国家或者各个车企对混合动力的看法不一样,同时它的战略定位也不一样,有些企业认为以后马上就是纯电动的天下了,混合动力可能是短期过渡产品,所以它就根本不做混动,一步到位直接做纯电动,重点在纯电动这个领域来布局。但是中国车市和欧洲这些可能还不一样,我们认为更好的一个方案还是插电式混动的路线。纯电动因为中国地大物博,里程也是非常长的,纯电动可能好多地方也不敢去,同时好多地方充电设施这些都不完善,所以在这些地方可能都是插电混动的优势所在。所以纯电动可能还受制于充电桩数量的多少,还有充电的快慢,还有电池寿命的这些影响,我们认为这些可能还会制约纯电动车快速的大规模的普及。

所以在纯电动的技术没有完全成熟之前,插电混动应该是一个非常好的选择。所以在插电混动赛道上,更多的自主品牌可能跟我们的想法也是一样的,所以在插电混动这块能够实现快速的超车,我感觉这也是一个主要的原因。所以我相信在未来中国自主品牌在插电混动这块还会有快速的发展,无论在动力,还有在燃油经济性,还有可靠性,包括成本上面,可能还有更进一步的成长空间,也会更进一步的来占领更多的国内市场和国际的主流品牌,可能能够一较高下,或者说比它们占领更多的市场份额。

袁岚峰博士:真是非常有意思的故事,听起来这就是一个弯道超车的故事,就是说混合动力车型其实很多国家并没有认为这是一个赛道,它们没有重视。但是在中国大家敏锐的抓住机会,终于实现弯道超车,这是非常有意思的一个故事,就是这比在传统的燃油车上超车实际上要容易多了,大家抓住这个机会。所以这是一个自主创新的非常成功的故事,所以我们应该大力的支持自主创新,让中国汽车品牌,用奇瑞的话说,奇瑞的口号叫做“走出去、走进去、走上去”。

实际上在不久之前的3月31日,奇瑞的鲲鹏DHT超级混动技术就搭载在一个车型上上市了,这个车型叫做瑞虎8 PLUS 鲲鹏e+,这个上市就引起了很多用户和媒体的热烈关注,但是大多数恐怕还不了解其中的技术诀窍,只能记住这是一款混动车。那么请问奇瑞的混动技术到底有什么特别之处呢?为什么要说它是第二代混动技术呢?实际上周博士就是这项技术的研发负责人,所以就请周老师给我们近距离讲解鲲鹏DHT混动变速箱,我们这就有一台真实的鲲鹏DHT混动变速箱。


周之光博士:好的。首先奇瑞是国内非常早的开发混合动力系统的企业,到现在已经将近有20年的技术沉淀和技术储备。早在2005年,科技部批准奇瑞组建了“国家节能环保汽车工程技术研究中心”,依托此创新平台开展了节能环保及新能源汽车的开发。在2008年就是奥运会期间,奇瑞开发的A5的BSG混合动力和A5的ISG的轿车,成功投入了“科技奥运”的项目,当时已经卖了好几千台。在2016年,奇瑞的艾瑞泽7e PHEV搭载基于CVT的P2的ESS的混动架构,也是成功上市。

到2018年,奇瑞启动了我们号称的第二代的混合动力技术的开发,也是作为国家级的新能源研发项目。我们这套系统就是现在我指的这套系统,主要的特点是采用三个挡位的设计,里面集成了两个电机,同时集成了电机控制器,也可以说是一个三合一的设计,同时我们能够匹配1.5T的高效发动机,能够有9种的工作模式,能够匹配奇瑞所有的SUV还有轿车的车型平台,从而构建一个完全全新的新一代的鲲鹏e+的混合动力的生态。


袁岚峰博士:这非常有意思,我听说过鲲鹏DHT的核心的优势叫做“33911”就是“3擎3挡9模11速”,这其中那个“3擎”好理解,它指的就是说发动机加上两个电机加起来总共三个引擎,但是后边“3挡9模11速”这是什么意思呢?

周之光博士:“3挡”主要是说的它有三个物理挡位,主要是通过齿轮来实现,我们里面有三个齿轮,有三个离合器,还有一个同步器,通过这些执行器的切换来实现三个物理挡位。目前行业上DHT的挡位大部分都是一个挡位的,有少部分是两个挡位,目前做到三个挡位的还是非常少,有人也说为什么需要那么多挡位,一个挡位不就够了吗?我也可以举个例子,就是一个挡位就像普通的自行车,在上坡的时候可要人用非常大的力来蹬车才能上坡,有多个挡位之后,尤其有三个挡位之后,就像变速的自行车,它可以通过调整速比,让你上坡的时候,采用一个更大的速比,这样的话能够输出更大的扭矩,让你的上坡更省劲,以同时也是更省油。

同理就是DHT采用三个挡位还可以很好的调节发动机的运行点,让系统的效率更高。我们也做过分析,就是一挡的混合动力发动机在整车上的一个介入点大概在60公里每小时,也就是说60公里以下发动机是不能参与驱动的,它只能发电。二挡的大概在40公里能够参与驱动,三个挡位就是能到20公里,就能够参与整车的驱动,这样的话一个是发动机能够尽早的介入,动力更强,同时20公里以上其实发动机已经工作在一个比较高效的区间,这样的话可以让整个系统的效率更高。所以总的来说“3挡”就是动力更强劲,效率更高,能够让用户有一个更好的驾驶的体验。


袁岚峰博士:这非常好,我想如果你没有搞明白这些细节,你至少可以记住一件事情,就是说三挡的DHT相比于一挡的好处,就好比一个变速自行车相对于普通自行车的优势。

周之光博士:对的。

袁岚峰博士:后面“9模”又是什么意思?

周之光博士:“9模”是说我们这个系统有9种工作模式,主要是说发动机和电机的配合,我们有单电机驱动,双电机驱动,还有并联驱动,还有串联驱动,也就是增程模式,还有发动机直接驱动,还有单电机能量回收,双电机能量回收,这样的话总共有9种工作模式。


袁岚峰博士:他把所有可以想到的模式都给穷举了一遍。

周之光博士:对。同时我们这个系统里面也有11个挡位的组合,就是刚才说的发动机有三个挡位,电机有三个挡位,同时发动机和电机的挡位还互相之间能够进行一些组合,这样的话总共有11个挡位。通过不同的模式和不同的挡位组合,我们总共有29种工作的状态相当于,这29种工作状态能够对应非常复杂的行驶的环境,包括我们常见的起步、中低速超车,还有高架,还有高速超车,还有长途行驶、山道,还有这种极限的工况,比如说冰雪路面、泥石路面,这些场景我们都能够覆盖。所以说三挡有三挡的好处,就是全工况都能够用一个最好的模式,最好的挡位来跟它对应,这样的话不会存在什么短板。


袁岚峰博士:这是一个非常有意思的信息,我想大家可以理解,这个东西最大的好处是在于它的全面性,它无论什么工况都可以很好的应对。听到这个,我想大家可以理解这个发动机混动技术,它在技术上的先进性这是非常有保证,但是很多人就会在另外层面来顾虑了,一个技术越复杂的东西,它的维护会不会越困难呢?它会不会产生更高的维护成本呢?如果说一边是先进性,另外一个是可靠性,那你们怎么平衡呢?

周之光博士:说到可靠性的话,其实我们在设计之初就已经考虑到了,大家也知道现在的变速箱从以前的3挡、4挡到现在的11挡、13挡也是越做越复杂,所以我们这个挡位只有三个挡位,其实在变速箱里面已经算挡位非常少了,所以从整体挡位数量来说,应该是算一个非常简单的系统。同时我们里面选的零部件也都是传统变速箱上经过长时间验证的零部件,包括轴尺、离合器、同步器这些,都是常见的非常成熟的零部件,没有特殊的卡脖子的零部件在里面,也都是非常可靠的。

同时我们整个系统也是在台架上经过了3万小时的台架的验证,我们在整车上也是有几款车型同步在验证开发,在开发周期之内一共开展了累计有500万公里的整车的实验。此外为了保证整个产品的环境适应性,我们也针对“三高”的环境,高温、高原还有高寒的这种极限的环境,也做了非常多的非常严苛的测试。同时我们还有一个可以共享一下,就是我们在很多海外国家也在做测试,包括巴西,包括中亚、南美洲很多国家都在做测试,因为它们的环境好多比国内还要苛刻,在国内非常少见,比如它们的温度可能能达到50多度,平时的坡度。

袁岚峰博士:你说那些南亚国家是吧?

周之光博士:中亚国家,夏季温度能达到50多度,也是要求非常高,同时还有坡度也跟国内有非常大的区别,所以我们这个车型应该可以说是一个全球车,就在很多国家有些已经上市,有些已经在同步做测试适应性开发。

袁岚峰博士:这个对我们倒是一个好机会,这如果是那些传统的汽车企业没有重视的市场,它们的技术不适合这个市场,那我们到时候正好有机会打进去。

周之光博士:是的。所以我们现在也是接到了非常多的国外的客户的订单,也在加班加点生产鲲鹏e+ PHEV。

袁岚峰博士:现在真正的限制因素是产能。

周之光博士:对,是的。

袁岚峰博士:这非常有意思,感谢周老师详细的介绍。实际上大家都知道现在鲲鹏DHT超级混动技术是集成在一款车型上面,叫做瑞虎8 PLUS 鲲鹏 e+ 车型。下面再请您给我们介绍一下这个车怎么样。

周之光博士:好的,没有问题。首先要和大家介绍的鲲鹏e+瑞虎8 PULS这款车型诞生地是在芜湖的龙山试验中心,这里集成了全球最领先的碰撞试验中心,还有NVH的实验室,动力总成试验室、整车道路试验室以及多功能的试验场,具备整车和零部件的性能开发试验,还有耐久的可靠的验证能力。可以说从龙山试验中心出去的每一个车型都经过了非常严格的测试调校,在操控性和安全性上都是有绝对的保证。因为奇瑞很多的全球的车型都是从这里走出去的。



其次就是瑞虎8 PLUS 鲲鹏 e+ 的车型,搭载我们的鲲鹏DHT超级混动技术,也实现了百公里综合油耗1升,亏电油耗就NEDC功外的亏电油耗5升,两驱版百公里加速时间在7秒左右,后续我们还会推出四驱的车型,在两驱版本的基础上再加一个电动后桥,这样的话整个系统的动力性能够得到更进一步的提升。百公里加速时间仅仅有4.9秒。

袁岚峰博士:这是一个跑车的这么一个动力性能。

周之光博士:是的。在续航里程方面刚才也介绍了我们的标配的续航里程是100公里,基本上能够满足90%人的上下班的需求,所以也是比较方便的一个里程的设置。

袁岚峰博士:这个非常有意思,那就是说这个车本身的硬件的实力是非常强的。它们在软件层面又有什么样的实力呢?

周之光博士:在软件方面,除了刚才介绍的9模11速功能这些实现之外,我们还从整车纬度围绕混合动力新能源的这些特征,也开发了很多的对客户非常友好的一些功能,比如说预约充电,就是我们知道中国的电价在白天是稍微贵一点的,在晚上11点之后是比较便宜的,所以我们通过预约充电让车辆自动在晚上进行充电,不要人去操作,通过手机APP就能够预约,这样的话能够给客户带来很多成本的节省。

同时我们还有一个预约出行的功能,比如在冬季的时候,我们电池内部是设置了加热的,你比如说8点钟要出门,你可以在7点的时候开启充电功能,这样的话它会边充电边给电池加热,这样的话用户拿到车的时候,电池电量也是满的,电池的温度也是达到一个非常舒服的温度,这样的话电池的性能能够充分发挥出来,通过这样的话能把系统的性能能够发挥得比较好,同时通过温度的控制,也能把电池的寿命进行很大程度的一个提升。


袁岚峰博士:充分地发挥了智能化的威力。

周之光博士:是的,除了这些新能源的特殊的电池这些零部件,包括空调座椅加热这个都可以进行预约的设置,所以也是非常的方便。同时这个车我们还有一个功能就是叫智能补电,我们知道混合动力车型在传统车上面增加了非常多的控制器,这个控制器隔一段时间会有一个静态电流的产生,这样的话会对12伏的小电池有一些能量的消耗,所以我们为了避免小电池亏电的状态,我们会每隔大概6小时会把这个系统唤醒一次,从大电池取一点能量给小电池补电,这样的话能够从理论上从根本上去杜绝小电池亏电的问题。

袁岚峰博士:这让我想起来以前的车,经常有人要叫紧急救援,就是因为它蓄电池没电了,它自己启动不起来,它需要另外一辆车拉根电线过来帮它启动一下。一旦它启动起来,烧汽油它就可以给蓄电池充电了。但是你们这个就是因为自己带了个电池,它随时可以给蓄电池充电。

大电池的电量非常多,可以随时给小电池来充电。同时在其他一些设计上面,我们也有非常独到的一些理念,比如说我们有航空级的头枕,就是让驾驶员头靠在上面更加的舒服,同时我们的副驾驶的座椅也是有一个老板键可以无机的调节,这些功能好多都是奇瑞独创的。同时我们为了让用户有更好的NVH的体验,也是采用了隔音玻璃,静音玻璃这些,还有声寻包(音)的优化,来使车内的噪声达到一个非常低的程度。同时尤其针对音乐发烧友,音乐爱好者,我们在车上使用的是索尼的8扬声器的音箱系统,也是有非常好的一个体验。


袁岚峰博士:您听到NVH,其实今年年初的时候,我刚刚去奇瑞参观过一下,当时我就参观了奇瑞的NVH静音试验室,据说要加入NVH试验室,需要有一套非常苛刻的训练的流程,要训练到它们在静音状态下,用耳朵就能够听出来这个声音多少分贝,这个真是非常有趣的一个训练。

周之光博士:您的了解也非常的直观,也非常的仔细。除了这些在一些不易被感知的方面,其实奇瑞瑞虎8 PLUS 鲲鹏 e+ 也尽可能做到最好。就比如说我们的绿色座舱,这是非常生态化的一个设计理念,达到了一个欧洲的设计的标准,真正做到了洁净环保,还通过了CN95级的防病菌的测试,我们里面有CN95级的空调滤芯,还有负离子的进风系统,这样的话确保车内的空气是非常清新的,对体质偏弱的老人、孕妇,还有小孩,这些还在成长过程中的小孩都是非常友好的。

袁岚峰博士:这是精益求精,就像我不久之前给奇瑞做介绍,它几十年来一直在技术上是非常坚持的,这是其实一个最著名的品质。如果几年之前大家在国内你提起混合动力汽车,大部分人关心的是什么?首先是油耗,然后是车价,主要都是这些经济成本的问题。现在大家说到混合动力汽车,除了这些经济性的问题,也有更多的人把目光就放到它的行驶的体验,比方说希望它动力响应快、动力平顺、行驶噪音低,比方说以前混合动力一大缺点就是动力响应不够快。所以综合起来看瑞虎 8 PLUS 鲲鹏 e+,其实它最大的好处是什么?就是均衡,因为它无论在哪一方面,它都做到一个很好的表现,比如无论是省钱还是省心,还是动力操控,还是空间还是舒适性各方面它都做到均衡,就像9模11速,其实最大目标就是为了均衡。

周之光博士:是的。非常感谢袁博士对奇瑞的技术,还有我们的想法,我们的愿景的一些认可。未来的混合动力技术会助力中国汽车行业有更好的一个发展,我们认为。像我们奇瑞在混动领域有了近20年的技术积累之后,我们从成立“国家节能环保汽车工程技术研究中心”到我们的鲲鹏动力的发布,再到今年上半年我们瑞虎 8 PLUS 鲲鹏 e+ 的上市,我们一路走来也打破了非常多的国外对我们的技术的封锁,也拥有了很多具有自主知识产权的核心的技术,也有了全球首创的三挡的DHT的技术,自主研发是我们必须要走的道路,只有把技术掌握在自己手里面,我们才有底气有能力推动中国汽车产业实现弯道超车。

袁岚峰博士:周老师说得太好了,我相信这是大家的心声,就是自主创新才有出路。其实在直播过程当中也有观众提了一些很好的问题,我们的工作人员收集了这些问题,下面我们就来回答一下观众的问题。首先第一个大家非常关心的问题,就是我们前面说了插电混动它是兼顾了长途、短途和节油动力各方面多方面的需求,但是一当听到“兼顾”这个词,很多人就会疑惑了,你要兼顾你就要增加零件,混动车跟燃油车相比它多了电机,那它重量肯定增加了,这个会不会影响它的油耗呢?


周之光博士:其实这个问题我们在研发的时候也是重点考虑的,以我们瑞虎 8  PLUS 鲲鹏 e+ 为例,相对于传统燃油车,我们增加了两个电机,还有电机控制器,还有电池,整个重量增加大概100多公斤,如果在传统燃油车上增加100多公斤那油耗肯定上升,基本上相当于0.5升油这种等级,但是我们现在PHV在亏电模式下的油耗百公里大概在5到6升,城市工况行驶,远远低于传统的燃油车的城市工况的8到9升,所以它的节油率应该是非常高的。

我们在节油、车重和续航方面,我们做了一个统一的平衡与取舍,总的来说应该是非常值得的。还有不可忽略的一个是我们刚才讨论的,我们通过三个挡位,让我们的发动机工作在最高效区间,在需要动力的时候有动力,需要低油耗的时候有低油耗,也是让整个系统工作在一个比较理想的,混合动力理论上最好的一个状态下,这样的话整个系统高效,动力也是非常强劲,同时NVH也是表现得比较好。

袁岚峰博士:可见增加这些零件这是值得的,这是一个最基本的回答。还有一个问题是说很多人会关心这款车用的是什么电池。


周之光博士:说到电池其实是新能源汽车发展的一个非常重要的零部件,电池的发展其实也非常多年了,早期可能磷酸铁锂是一个主流的路线,因为它比较便宜,然后占领了很大的一个市场的份额,但是技术总是要向前发展。磷酸铁锂主要的问题就是能量密度比较低,功率密度也比较低,同时在低温的时候尤其衰减比较厉害,所以电池的发展肯定是朝着更高的能量密度,更高的功率密度,还有更好的温度试验性这个方面来发展。所以当时中国电池方面的发展主要是朝三元电池方向发展。可能前两年也因为技术上出现了一些冒进的做法,导致在三元电池上出现一些负面的影响,比如说811电池,有些企业因为技术验证不成熟,不充分,有一些整车冒火的问题,所以国家也对……

袁岚峰博士:所谓“811“就是说三元里面有80%的是镍。镍加得太多了。

周之光博士:对,镍加太多了,它的稳定性就会下降,所以我们也是没有采用这个风险比较高的三元电池,我们采用的是风险更低的,也是经过大批量验证的,我们叫721,721的电池,7是70%的镍,加20%的钴,还有加10%的锰,这种三元的化学体系的材料,这种方案就是比磷酸铁锂的话,它的功率密度更高,能量密度更高,大概功率密度能增加20%左右,同时就是它的发电倍率会高很多,能够满足我们双电机动力驱动的需求,在整车上表现就是纯电动模式动力性更好。

同时在冬季就是我们低温的时候,尤其零下20度、零下30度的时候,我们的续航的表现是要优于磷酸铁锂电池。所以说技术上如果风险可控的话,采用技术先进的一些产品其实是没有任何问题的,也是安全可靠的,所以我们在这个车上也是采用了比较先进的三元的电池。

袁岚峰博士:所以就是说这是一个先进而且安全的电池。

周之光博士:对。

袁岚峰博士:我想这个是回答了观众的顾虑。今天非常荣幸也非常高兴,非常开心跟奇瑞汽车的研发的专家周之光博士来做这样一个深入的交流,相信通过我们这个聊天讲解,对于混动尤其是对于DHT技术感兴趣的朋友们,都会有更加深入了解。我们会看到中国的混动技术是走过了一个非常有趣的路程,最初是日本在混动占据了先发地位,然后设置了技术壁垒,但是中国汽车企业通过很大力量的攻关,终于突破他们技术封锁,我们走到最前面。

你可以说,就以国家而论,现在中国的混动技术世界上最好。以企业而论,奇瑞的混动技术最好,至少我们挡位是最多的,三挡比二挡好,二挡比一挡好。我想大家如果能够了解到这个层面,对于混动就已经是有一个非常深入的了解了。希望我们的自主品牌将来进一步的腾飞,这个也离不开我们观众朋友持续的支持,希望大家持续的关注和支持中国自己造的汽车。谢谢大家。


周之光博士:感谢各位媒体朋友,各位车迷对奇瑞的支持,今天的直播先到这儿,非常感谢大家,以后我们有机会再聊,再见。

袁岚峰博士:谢谢大家。再见。

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■ 作者简介:本文作者袁岚峰,中国科学技术大学化学博士,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员,中国科学技术大学科技传播系副主任,中国科学院科学传播研究中心副主任,科技与战略风云学会会长,“科技袁人”节目主讲人,安徽省科学技术协会常务委员,中国青少年新媒体协会常务理事,中国科普作家协会理事,入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物,微博@中科大胡不归,知乎@袁岚峰(https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8)。

■ 责任编辑:羊羊



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