增程技術(shù)進(jìn)入2.0時代,為何主導(dǎo)權(quán)又回到傳統(tǒng)主流廠家手上?

“我們會進(jìn)行大量實驗,因為每臺發(fā)動機(jī)工況各異,必須通過全方位實測鎖定阻力最小的位置,再配合EVVT技術(shù)降低缸內(nèi)壓力。”廣汽集團(tuán)祁宏鐘對著PPT侃侃而談,“系統(tǒng)必須在毫秒級時間內(nèi)協(xié)同運作,將曲軸精準(zhǔn)停駐于最小阻力點,確保下次啟動時發(fā)動機(jī)無感介入。”
“這也太難了。作為消費者,我覺得發(fā)動機(jī)介入噪聲高1分貝就高1分貝吧!反正普通人也感覺不出差別。”我忍不住問到。
祁宏鐘轉(zhuǎn)過頭,斬釘截鐵地說道:“那絕對不行!”
或許正是這種決不妥協(xié)的執(zhí)著,令廣汽集團(tuán)的星源增程平臺技術(shù)一舉締造了五大“行業(yè)第一”——增程器平臺最高持續(xù)發(fā)電功率行業(yè)第一、增程器油電轉(zhuǎn)化效率行業(yè)第一、電機(jī)最高效率行業(yè)第一、電驅(qū)系統(tǒng)CLTC工況效率行業(yè)第一,以及電機(jī)功率密度行業(yè)第一。
“每個‘第一’都來之不易!”談到這些成就時,祁宏鐘言語中透露著自信。這種自信源于廣汽集團(tuán)十年如一日在混動領(lǐng)域的深耕不輟。

廣汽集團(tuán)平臺技術(shù)研究院新能源動力研發(fā)中心主任祁宏鐘
廣汽,中國品牌增程車的鼻祖
1986年3月3日,一份報告呈送至中共中央駐地中南海。后來據(jù)此孕育的《關(guān)于高新技術(shù)研究發(fā)展計劃的報告》被命名為“863計劃”。這份報告明確提出,需全面追蹤世界高技術(shù)發(fā)展浪潮,制定中國高科技發(fā)展規(guī)劃。
2010年,僅成立4年的廣汽研究院主動牽頭申報并承擔(dān)了國家“863計劃”重大課題——“增程式純電動轎車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化技術(shù)攻關(guān)”。四年后,隨著廣汽傳祺GA5 REV增程式純電動轎車正式上市并實現(xiàn)5560輛銷量,廣汽集團(tuán)圓滿完成了國家交付的這一重任。

傳祺GA5 REV在2014廣州車展上市,這是國內(nèi)首款取得國家產(chǎn)品公告的增程車。
“廣汽是中國品牌中最早研發(fā)增程車的企業(yè),為何后來選擇放棄?”
面對我的提問,祁宏鐘回答:“這是因為當(dāng)年整個電動車產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟,發(fā)動機(jī)、電池和電機(jī)的發(fā)展均未完善,所以剛剛提到的三大痛點——虧電油耗較高、虧電無力、發(fā)電噪聲與振動明顯——都未能得到有效解決。”回想當(dāng)年,祁宏鐘略帶感慨,“那時我們更多聚焦于解決‘有沒有’的問題,尚未達(dá)到追求‘好不好’的階段。”
“后來我們意識到,若能令發(fā)動機(jī)不僅用于發(fā)電,也能直接介入驅(qū)動,駕駛體驗和燃油經(jīng)濟(jì)性都會顯著提升。正是基于此,廣汽自主研發(fā)的GMC串并聯(lián)構(gòu)型應(yīng)運而生。”2017年,廣汽傳祺正式推出了國內(nèi)首批搭載串并聯(lián)構(gòu)型的量產(chǎn)車型——GA3S PHEV。
只是,插混市場的發(fā)展軌跡似乎偏離了廣汽預(yù)設(shè)的路線。盡管串并聯(lián)技術(shù)路線仍占據(jù)主流地位,但增程式車型的市場規(guī)模不容忽視。今年1-7月,其累計銷量突破64.6萬輛,同比增長12.1%。更值得注意的是,增程式技術(shù)在中高端市場表現(xiàn)尤為突出。

“從技術(shù)層面講,串并聯(lián)架構(gòu)確實覆蓋了增程式路線,例如我們的GMC既可串聯(lián)亦可并聯(lián)。但從用戶體驗出發(fā),增程式具備其不可替代的優(yōu)勢。”祁宏鐘表示,“增程式帶來的電感更強(qiáng)烈,而這恰恰是很多用戶渴望的駕乘體驗。”
“因此,在研發(fā)星源增程系統(tǒng)時,我們更堅定地從用戶需求出發(fā),而非僅聚焦于某一個技術(shù)參數(shù)。這正是‘虧電感終結(jié)者’這一slogan的誕生背景。先前提到的諸多行業(yè)首創(chuàng),本質(zhì)都是為提升用戶體驗服務(wù)的。”祁宏鐘強(qiáng)調(diào)。

星源增程的三大突破
為實現(xiàn)“終結(jié)虧電感”的目標(biāo),廣汽星源增程系統(tǒng)聚焦三大核心突破。
首要突破在于油電轉(zhuǎn)化效率的顯著提升。這是評估增程系統(tǒng)性能的關(guān)鍵綜合指標(biāo),它能直觀體現(xiàn)為每升燃油所能產(chǎn)生的電量,涉及的面非常廣,包括發(fā)動機(jī)的有效熱效率、發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率,以及這兩者優(yōu)異的匹配等。
在這一核心指標(biāo)上,廣汽星源增程系統(tǒng)實現(xiàn)了3.73kWh/L的突破性表現(xiàn)。該數(shù)據(jù)顯著超越行業(yè)平均水平(國內(nèi)主流水平為3.4kWh/L,國外平均為3.2kWh/L),是目前的行業(yè)最頂尖水準(zhǔn)。
在星源增程問世前,印象中行業(yè)的最高紀(jì)錄是3.7kWh/L,較星源增程低0.03kWh/L。這0.03kWh/L的差距雖然不大,但背后凝聚著巨大的研發(fā)投入。即便是此前領(lǐng)先的車企,也耗費兩三年時間才將效率從3.6kWh/L提升至3.7kWh/L。

其次,發(fā)動機(jī)必須具備足夠澎湃的動力。
進(jìn)入插混與增程時代,許多人誤以為發(fā)動機(jī)性能不再關(guān)鍵,但事實恰恰相反——當(dāng)下發(fā)動機(jī)性能反而至關(guān)重要。在虧電狀態(tài)下,當(dāng)動力電池?zé)o法提供能量時,發(fā)動機(jī)便成為整車唯一的動力來源。
虧電時動力性是否衰減,關(guān)鍵取決于發(fā)動機(jī)發(fā)電功率能否匹配用戶的動力需求。
在星源增程技術(shù)上,廣汽并未強(qiáng)調(diào)常見的發(fā)動機(jī)最大功率,而是聚焦更直觀、更契合增程器定位的核心指標(biāo)——最高持續(xù)發(fā)電功率85kW。“這一發(fā)電功率并非瞬時值,而是可24小時穩(wěn)定維持的,”祁宏鐘補(bǔ)充道,“其水平已位居行業(yè)首位,超越同級競品20%以上。”

第三大突破,是安靜!為讓整車靜謐性媲美同級純電車型,針對發(fā)動機(jī)的降噪手段不可或缺。
“昊鉑HL增程版的增程器已實現(xiàn)無感啟停與無感發(fā)電。”祁宏鐘自豪地表示。嚴(yán)格而言,此處的“無感”并非指絕對無差異,而是指差異已細(xì)微至多數(shù)人難以察覺的程度。例如,發(fā)動機(jī)介入前后的噪聲差值僅1dB,遠(yuǎn)低于人耳可辨別的閾值1.5dB。
“昊鉑HL增程版在怠速狀態(tài)下,即便沒有開啟主動降噪功能,車內(nèi)噪聲也僅為37dB,開啟后則可以降至34dB。”祁宏鐘的介紹令人驚嘆,“即便發(fā)動機(jī)持續(xù)運行,其車內(nèi)靜謐性也已達(dá)到豪華純電車的水準(zhǔn)。”

解決了增程車目前的三大痛點之后,廣汽星源增程還通過AI能量控制平臺技術(shù),讓系統(tǒng)能基于導(dǎo)航信息主動規(guī)劃驅(qū)動策略。例如,當(dāng)預(yù)判前方數(shù)公里將出現(xiàn)長距離擁堵且車輛電量不足時,系統(tǒng)會提前儲備電能,確保車輛能以純電模式平順擁堵路段。
如此,星源增程在優(yōu)化用戶體驗的同時,更能將能效推向全新高度——實現(xiàn)整體節(jié)油率提升15%,純電續(xù)航增加15%,發(fā)動機(jī)啟停無感化率更可提升超過30%。

沒有發(fā)動機(jī)技術(shù)的深厚積累,終結(jié)不了虧電感
可以說,廣汽星源增程技術(shù)的推出,標(biāo)志著增程技術(shù)正式邁入2.0時代——這不僅僅是從“小電池大油箱”到“大電池小油箱”的改變,更是虧電狀態(tài)下的駕乘體驗也完全媲美純電車。
這是門檻極高的技術(shù)躍遷,絕非簡單擴(kuò)大電池、縮小油箱就行了。
“過去的增程車皆基于油車架構(gòu)進(jìn)化而來,發(fā)動機(jī)艙預(yù)留了充裕空間。而當(dāng)下‘大電池小油箱’的增程車均衍生自純電平臺,研發(fā)之初便未預(yù)留足夠的發(fā)動機(jī)艙位,”祁宏鐘表示,“在如此局促的空間內(nèi)塞入一臺兼具超高性能與極致靜謐的增程器,難度極大。”

祁宏鐘為我們舉了一個關(guān)鍵例子。
增程器需與發(fā)電機(jī)相連才能發(fā)電,但其扭矩波動幅度極大;而電機(jī)對控制精度的要求卻極高,無法容忍如此劇烈的扭矩波動。因此,過去許多車型采用扭減連接,既隔絕振動,也將發(fā)動機(jī)扭矩波動削減至電機(jī)可接受范圍。
“但現(xiàn)在,我們根本沒有多余空間安裝這個扭減結(jié)構(gòu),只能讓增程器曲軸和發(fā)電機(jī)直接連接。”祁宏鐘介紹至此,眼中光芒閃動,“唯有通過精妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計,包括連接件創(chuàng)新、電機(jī)優(yōu)化,以及軟件控制算法協(xié)同發(fā)力,絕非一兩項技術(shù)創(chuàng)新就可以實現(xiàn),對系統(tǒng)技術(shù)集成是巨大挑戰(zhàn)。”
發(fā)布會上,廣汽星源增程展示了其實現(xiàn)小體積大能量增程器的最優(yōu)解——“曲軸直連油冷發(fā)電機(jī)”結(jié)構(gòu)。它摒棄了發(fā)動機(jī)與發(fā)電機(jī)間的齒輪傳動機(jī)構(gòu),不僅實現(xiàn)增程器輕量化、小型化,更減少了能量傳遞損失,顯著提升了系統(tǒng)效率。

不光要在技術(shù)上創(chuàng)新,更要對關(guān)鍵性能秉持精益求精的態(tài)度。
“過去的GMC串并聯(lián)構(gòu)型,當(dāng)發(fā)動機(jī)需要介入時,同樣要求無感介入。因此,我們利用發(fā)動機(jī)停機(jī)位置智能控制技術(shù)將曲軸停在阻力最小的位置,確保下次啟動時沖擊最小。”祁宏鐘介紹道,“但這個位置并非一個固定點,而是一個范圍,比如±25°。如今為了追求更無感的啟動效果,我們將這個范圍進(jìn)一步收窄,例如控制在±10°,這對控制的精準(zhǔn)性和監(jiān)測精度提出了更高要求。”
“換言之,如今誰對發(fā)動機(jī)技術(shù)理解得更透徹,積累得更深厚,誰才能把增程系統(tǒng)的電感做得更出色?”我問道。
“確實如此。沒有深厚的發(fā)動機(jī)研發(fā)積淀,缺乏對電機(jī)開發(fā)極致的把控,絕不可能實現(xiàn)這一目標(biāo)。”祁宏鐘自信地表示。作為乘用車主機(jī)廠(汽車行業(yè))中唯一榮獲“國家卓越工程師團(tuán)隊”稱號的廣汽動力總成自主研發(fā)團(tuán)隊的領(lǐng)軍者,在祁宏鐘的臉上我看到了一種舍我其誰的自信。

廣汽星源增程技術(shù)的突破,不僅是增程進(jìn)入2.0時代的標(biāo)志,更折射出中國汽車工業(yè)的進(jìn)階邏輯。從最早扛起增程研發(fā)大旗,到直面行業(yè)痛點攻克三大核心難題,廣汽以十余年混動深耕的積淀,將油電轉(zhuǎn)化效率、持續(xù)發(fā)電功率、靜謐性推向新高度,實現(xiàn)了從“有沒有”到“好不好”的跨越。
這背后,是傳統(tǒng)車企對包括發(fā)動機(jī)技術(shù)在內(nèi)的動力總成技術(shù)的深刻理解與極致打磨,是“以用戶體驗為核心”的研發(fā)哲學(xué)落地。當(dāng)“大電池小油箱”的架構(gòu)打破固有認(rèn)知,當(dāng)“無感啟停”等細(xì)節(jié)重構(gòu)駕乘體驗,星源增程不僅重新定義了增程技術(shù),更印證了:真正的創(chuàng)新,從來不是對傳統(tǒng)的顛覆,而是在深厚積淀上的突破。這恰是中國品牌在新能源賽道上持續(xù)領(lǐng)跑的底氣。
聲明:本文由太平洋號作者撰寫,觀點僅代表個人,不代表太平洋汽車。文中部分圖片來源網(wǎng)絡(luò),感謝原作者。
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