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四缸Vs三缸--嵐圖FREE對比理想ONE綜合技術優勢
來自:電動號轉載
作者:宋楠
2021-12-22 15:19:00
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2020年12月1日,嵐圖汽車宣布其第1款量產車命名嵐圖FREE,并在同一車身平臺分為增程版和電動版。嵐圖FREE增程版售價為31.36萬元,由1臺直列四缸1.5T發動機、1臺發電機、1套動力電池系統和2臺“3合1”電驅動系統,構成了完整動力-儲能-驅動總成。

對于嵐圖FREE增程版而言,四缸1.5T發動機和發電機聯合做工可以得到80千瓦的發電功率、前后“3合1”電驅動系統最大輸出功率460千瓦、動力電池裝載電量為34度電。

對于自重2.29噸的嵐圖FREE增程版,80千瓦的發電功率在全時電四驅狀態持續行駛,并且行車發電效率與驅動效率達到平衡(不虧電)!

2019年晚些時候,理想第二款車型(首款車型為低速電動車,因不符合國家國家法規而未上市即退市),即采用EREV驅動技術的 理想ONE上市。2020年晚些時候,理想ONE因為連續發生10宗“斷軸”事故,而召回已售出的1萬余臺。2021年早些時候,2021款理想ONE上市。

在早期的理想ONE動力系統中,1臺直列三缸1.2T發動機與發電機結合、最大發電功率為60功率,前后電驅動系統最大輸出功率240千瓦(后期改款車型為245千瓦)、適配的動力電池系統裝載電量為40.5度電。

對于自重2.3噸的理想ONE而言,最大60千瓦的發電功率是比較難在全時電四驅狀態持續行駛,行車發電效率與驅動效率難以達到平衡,與此同時,在強制發電或怠速發電狀態,三缸機與生俱來的震動和噪音客觀存在。

四缸機與三缸機最大感官層面的差異,是在不同工況(相同轉速輸出的功率/扭矩)的抖動幅度以及連帶的整車層面的NVH表現。嵐圖FREE增程版在動力電池低電量怠速發電,抖動平順不會出現間歇性的“氣喘”。

對于理想ONE搭載的三缸機的抖動表現還是請各位盡情搜索吧。

1、搭載三缸機的理想ONE技術特征:

“理想ONE底盤與漢蘭達雷同,多個零件參數完全一致”,知乎汽車在9月早些時候發布的一條拆解理想ONE視頻,給出很多有意思的結論。通過分析2021款理想ONE的車型平臺、三缸機排氣系統的布設、前后懸架等技術狀態,可以看到更有意思的信息。

在知乎汽車拆解理想ONE對比漢蘭達的視頻中可見,兩款車型的前副車架、后副車架以及前后懸架的對比,存在太多有意思的“巧合”??梢宰⒁獾?,理想ONE的前后副車架、前懸架下A型擺臂、后懸架的縱臂,全部為鋼材質。

對比理想ONE的車型平臺模型可見,三缸機、前置發電機、前置“2合1”驅動電機、中置的動力電池系統和后置電驅動系統技術狀態。

上圖為用于展示的理想ONE前部動力部分分系統技術狀態特寫。

紅色箭頭:橫置的1.2T三缸發動機所占據的前框型副車架的部分

黃色箭頭:橫置的發電機與三缸機關聯、并占據的前框型副車架的部分

紅色箭頭:橫置的驅動電機所占據的前框型副車架的部分

藍色箭頭:控制發電機和前置驅動電機的“2合1”電控系統

白色箭頭:1.2T三缸機前置的渦輪增壓器、排氣管前部的三元催化器

需要注意的是(1),三缸機與發電機串聯設定,幾乎將前框型副車架的寬度沾滿,是否意味著理想ONE外購自東安的1.2T直列三缸發動機是不得不?亦或日后要向升級為四缸機的可能性很???

上圖為理想ONE前部動力艙各分系統技術狀態細節特寫(拆除防塵罩后)。

白色箭頭:三缸機

紅色箭頭:用于伺服三缸機、發電機和前后驅動電機循環管路補液壺

綠色箭頭:疑似雙電機控制系統高溫散熱伺服

藍色箭頭:動力電池熱管理控制系統循環管路補液壺(用于低溫預熱)

需要注意的是(2),理想ONE設定3組循環管路,伺服于不同溫度需求的分系統。工業設計從來都不能十全十美,3組循環管路可以讓不同分系統的散熱伺服更精準,但是復雜的結構帶來的是可靠性方面的“減分”。

在評測過程中,發現一個特別有意思的設計點,理想ONE的空氣空氣濾設定在三缸機頂端。仔細觀察發現,在三缸機與空氣濾清器之間,設定了1組可以隔絕振動的軟性襯墊(紅色箭頭所指)。

至于這組軟性襯墊,可以起到多少將三缸機與生俱來的震動隔絕在動力艙內,這就需要各位理想ONE車主現身說法了。

將2021款理想ONE舉升后可見,鋼材質的前副車架沒有設定下護板、排氣管前段、軟連接、排氣管中段以及尾段全部裸露在外(從動力電池副駕駛員一側繞過)。

紅色箭頭:直列三缸1.2T發動機的排氣管第1段和第2段,通過前副車架經動力電池前端、副駕駛員一側,最終拐到后部

白色箭頭:保護動力電池的隔絕排氣管熱量襯墊

黃色箭頭: 為動力電池前部冷卻液和高壓電管路接口,動力電池駕駛員一側燃油管和制動管,提供遮蔽的護板

藍色箭頭:為鐵質燃油箱提供遮蔽的鋼護板

量產版的2021款理想ONE沒有配置前副車架下護板,因為向下“耷拉”出的排氣管,導致前部沒辦法加裝。55升的鐵質燃油箱也因為向下“凸出”,為了防止磕碰而加裝1組鋼護板。

將2021款理想ONE舉升至適合高度,以車身最下端水平線為參照,紅色箭頭所指的排氣管和黃色箭頭所指的燃油箱護板,與車身最下端不在同一個水平面。

由于排氣管“耷拉”出前副車架,因此2021款理想ONE及老款車型不能標配下護板、甚至第三方供應商也因為制造難度過大而沒有推出保護直列三缸1.2T發動機油底殼的護板。

從2021款理想ONE的前副車架后端與排氣管“干涉”位置比對可以看出,它通過人為設定1組“內凹”用來容納部分排氣管,但是依舊沒有辦法讓排氣管與車身底部完全持平。

藍色箭頭:前副車架后端“內凹”部分用來容納排氣管

紅色箭頭:位于動力電池副駕駛員一側的“斜角”位置,沒有鋪設隔絕來自排氣管熱量的襯墊

黃色箭頭:位于位于動力電池副駕駛員一側位置,完全鋪設了隔絕來自排氣管熱量的襯墊

上圖為2021款理想ONE明顯“凸出”的燃油箱及護板組件(紅色箭頭區域),與中置的動力電池系統、側向燃油/制動管路護板高度差對比的狀態。

“耷拉”出來的排氣管(前副車架位置)和“凸出”的燃油箱及鋼護板,使得2021款理想ONE的車型平臺的底盤部分表現十分糟糕。然而援引知乎拆解理想ONE的視頻看,漢蘭達的底盤雖然沒有鋪設前副車架下護板,但是排氣管與燃油箱完全與車身底部處在同一水平線。

有意思的是,理想ONE外購東安的1.2T三缸機最大輸出功率96千瓦,關聯的發電機最大發電功率60千瓦。理論上匹配1臺最大發電功率80千瓦的發電機對于這臺三缸機不是問題。然而為什么還要將發電功率限定在60千瓦?這是否與三缸機“原生”的怠速狀態基礎功率、高轉速峰值功率產生的震動以及油耗存在不可難以解決的問題?

另外,知乎汽車的視頻中給出了理想ONE的車型平臺結論,是否“油改電”并不是根源,而是利用成熟的車型平臺可否設計出更合理的架構。然而成熟的車型平臺不應該成為關鍵分系統限定的先決條件,也不能因此改變關鍵性能的根本。如果理想ONE的車型平臺更寬一些,前框型副車架更大一些,或可以輕松容納1臺四缸機。

當然,三缸機與發電機的長度即便難以改變,是否可以在排氣系統進行一些跟深度技術調整?起碼讓排氣管頭段“隱藏”在副車架內,而“耷拉”出一截子也從根本上不能匹配下護板。

2、搭載四缸機的嵐圖FREE技術特征:

在嵐圖汽車發布品牌的活動中,向公眾展示了增程版的車型平臺。實際上,嵐圖FREE在設計之初就設定了將結構最為復雜的增程版與電動版共享一個全鋁車型平臺的策略。

嵐圖FREE增程版與電動版采用同一個車型平臺,可以最大程度的分攤成本。全鋁車身在保證車身強度的同時,降低自重、間接的提升了整車驅動效率。

上圖為用于展示的嵐圖FREE增程版前部動力部分分系統技術狀態特寫。

紅色箭頭:橫置的1.5T四缸發動機所占據的前框型副車架的部分

黃色箭頭:橫置的發電機與三缸機關聯、并占據的前框型副車架的部分

綠色箭頭:橫置的驅動電機所占據的前框型副車架的部分

藍色箭頭:控制發電機和前置驅動電機的“2合1”電控系統

白色箭頭:雙電機控制系統

需要注意的是(3),嵐圖FREE增程版采用正向設計的車型平臺,以及根據四缸機、發電機和前置電驅動系統的尺寸及重量,設計的全鋁前副車架。這意味著從整車設計之初就考慮到使用一臺來自東風集團自行研發和量產,優化了進排氣系統的直列四缸1.5T發動機,并將發電機發電功率設定在80千瓦。

而決定嵐圖FREE增程版全車所有性能的前提,就是80千瓦的發電功率這一幾乎可以看做“唯一”的先決條件!

上圖為嵐圖FREE增程版前部動力艙各分系統技術狀態細節特寫(拆除防塵罩后)。

紅色箭頭:伺服動力電池的熱管理控制系統循環管路補液壺

黃色箭頭:伺服四缸機、發電機、前置電驅動系統、雙電機控制系統以及后“3合1”電驅動系統循環管路補液壺

白色箭頭:前置雙電機控制系統

綠色箭頭:疑似雙電機控制系統高溫散熱伺服

需要注意的是(5),嵐圖FREE增程版設定2組循環管路,1組用于整套動力-發電機-傳動系統,1套用于動力電池系統。最大程度的優化了結構,降低冷卻液滲漏幾率,提升整車的可靠性。工業設計從來不是十全十美,通過電控“X通”閥體用來滿足高溫發動機、低溫雙電機控制系統散熱需求。

上圖為舉升后的嵐圖FREE增程版車型平臺底部狀態特寫。前中后三組護板分別應對前副車架(紅色箭頭所指)、動力電池前部熱管理系統(黃色箭頭所指)以及后副車架(藍色箭頭所指)。

標配的前副車架下護板將動力系統完整包裹,并且可以更換防護性能更占優的鋼制護板。

需要特別注意的是,嵐圖FREE增程版(包括電動版)前副車架(綠色箭頭)、中置動力電池(紅色箭頭)、中后置燃油箱以及后副車架(黃色箭頭)全部處于同一水平線。平順的底盤,沒有任何“凸出”,在保證復雜路況通過時不會被剮蹭并平順的通過的氣流。

上圖為拆除3組護板后嵐圖FREE增程版前后副車架,和動力電池前端的熱管理控制系統技術狀態特寫。清晰可見的是,嵐圖FREE前副車架及前懸架均由全鋁材質構成。

嵐圖FREE增程版的前副車架,采用的是全鋁材質鑄造工藝。輕量化全鋁副車架及后部支撐管梁,可以在加速、制動和轉向過程中,為四缸機和串聯的發電機及并列的驅動電機“牢固”的支撐。

全鋁前副車架裝車實物和展示狀態的實物細節幾乎完全一致,全鋁材質框型的副車架(黃色區域)下端增設了1組“X”型加強支架(白色箭頭所指)。

嵐圖FREE增程版的前懸架為雙A型擺臂獨立架構+空氣減震,轉向節、雙A型擺臂和副車架全部為鋁材質。

需要注意的是(6),嵐圖FREE的前轉向節通過2+2球節與上A型擺臂和2組下控制臂關聯。

前端下控制臂固定的球節由上而下“臥”進轉向節前端的下球銷(黃色箭頭所指);后端下控制臂固定的球節由上而下“插”進轉向節后端的下球銷(紅色箭頭所指),這就行程了一組雙保險,避免轉向節與擺臂系統脫離,導致“斷軸”事故發生。

上圖可見,嵐圖FREE增程版上A型擺臂和空氣減震系統。對于售價鎖定31.36萬元的嵐圖FREE增程版而言,全系車型標配空氣減震系統,這本身就是一種產品溢價力。

上圖為嵐圖FREE增程版全鋁后副車架+全鋁后獨立懸架+空氣減震技術狀態特寫。

紅色箭頭:后置“3合1”電驅動系統的電機部分

白色箭頭:電機的油冷散熱器

黃色箭頭:粗壯的后下A型擺臂

綠色箭頭:空氣減震

基本上售價30萬出頭的國產車以及合資品牌,除了嵐圖FREE增程版和電動版,是不可能配置前后全鋁材質獨立懸架。

需要注意的是(6),為了保證全時電四驅系統大負載長時間使用的可靠性,嵐圖FREE增程版前后電驅動系統各配置了1組油冷散熱器,并且發電機也配置了1組油冷散熱器。

需要注意的是(7),嵐圖FREE增程版的燃油箱容積為56升,設定在動力電池與后副車架之間的位置被后副車架下護板一體化保護,且沒有“凸出”。

黃色箭頭:動力電池

紅色箭頭:燃油箱

白色箭頭:動力電池最低端、燃油箱最低端以及后副車架最低端處在同一水平線

嵐圖FREE增程版的動力電池熱管理系統并沒有設定在動力艙內,而是轉移至更靠近電池冷卻管路接口的區域。嵐圖FREE增程版的動力電池熱管理控制策略與主流電動汽車幾乎一致,在一個循環管路中串聯了電池系統、PTC控制模組、水冷板控制模組、電子水泵、溫蒂傳感器以及“X通”閥體。

紅色箭頭:PTC控制模組用于加熱冷卻液對動力電池系統進行低溫預熱

黃色箭頭:水冷板控制模組用于降低冷卻液溫度對動力電池系統進行高溫散熱

藍色箭頭:電子水泵用于控制冷卻液流量

白色箭頭:溫度傳感器用于檢測冷卻液溫度

將熱管理系統(預熱和降溫)主要功能模組設定在靠近動力電池區域,從降低能耗層面看更適合。這種硬件設定策略,也被2021年之后主流PHEV和EV車型所適用。

用熱成像儀拍攝嵐圖FREE增程版在怠速發電狀態舉升車輛后,排氣系統(前部)溫度可視化的特寫。

黃色箭頭:“隱藏”在全鋁前副車架“內”的排氣管前段熱成像特寫

紅色箭頭:設定在靠近動力電池前段(副駕駛員一側)的排氣管中段消音器熱成像特寫

嵐圖FREE增程版搭載的這臺1.5T直列四缸發動機很“完美”的被“塞入”前部動力艙,并且與理想ONE一樣,都是排氣系統前置。然而與嵐圖FREE增程版和電動版基于正向開發的“型號牽引”策略,排期系統被十分完美處理。

用白光相機拍攝嵐圖FREE增程版在怠速發電狀態舉升車輛后,排氣系統(前部)及全鋁副車架結構的特寫。

藍色箭頭:排氣管前段(至中段消音器)部分設定在全鋁前副車架內的技術狀態

黃色箭頭:排氣管中段(消音器)的結構走向

紅色箭頭:前置驅動電機(減速器靠后)

通過熱成像儀可以看到排氣管中段消音器,沒有將熱量擴散到動力電池前端,保持著超過150攝氏度的溫度差(排氣管中段最高溫度178攝氏度、動力電池附近溫度17-25攝氏度)。通過溫度可視化的技術手段,可以更直觀的看到嵐圖FREE增程版排氣管的走向與結構之間的關聯。

需要注意的是(8),2021年在售的主流新能源車幾乎都在尋求更合理的結構設計架構(車型平臺)。對于EV車而言,更平順的底盤可以降低風阻提升間接提升續航里程;對于PHEV/EREV車而言,更平整的底盤可以降低行駛在復雜路況帶來的危險。然而,要向把排氣管、動力電池和燃油箱設計在同一水平面,從技術角度來看存在一些困難,但又是必要。

筆者有話說:

客觀的說增程技術是對于兩驅車是體現不出核心技術優勢,對于四驅車如果能夠做到持續四驅狀態行駛,且發電效率超過驅動效率就算成功。不過,受核心技術(發動機、發電機、驅動電機以及全部控制策略)儲備、發動機選擇周期,整車產品定位等諸多因素影響,套用三缸機的四驅車不僅要考慮震動,還要考慮低速行駛動力艙內的散熱需求是否滿足(如果動力艙長期高溫、散熱需求得不到滿足容易起火燃燒)。

嵐圖FREE增程版選擇的1.5T直列四缸發動機最想解決了不同轉速、不同負載的震動問題,隨后解決了低速行車+動力電池饋電+復雜路況電四驅系統持續介入等最苛刻工況,發電效率超過驅動效率同時動力艙內散熱需求得到充分滿足(保持干爽的溫度環境更健康)。

四缸機 Vs 三缸機,實際展現的是兩個不同品牌所擁有增程技術駕馭能力,傳統造車實力的綜合差異!

接下來新能源情報分析網將會對四缸機-嵐圖FREE增程版電四驅系統主動行車安全技術,標配的夜視系統行車輔助安全技術研讀和判定。

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