15分鐘充電120公里,華爲用新電池,增程將反超插混?

充電太慢,用油又太費。這樣看,說增程式是落後技術,好像一點也不過分。不過這個情況,從明年開始,可能就要被改變了。廣汽集團最近披露了明年的新車計劃,其中將包括與華爲合作的滿足4C超充速度的插混/增程車型。結合前不久阿維塔發佈的增程式技術中,明年也會滿足4C充電速度。從明年開始的插混(增程式),或將同時滿足純電動車的快充速度,以及更低的饋電油耗。

越是小電池,越難15分鐘充滿電

在純電動車那邊懟800V高壓平臺,快充功率都捲到500kW以上的時候。在插混和增程式這邊,就好像是撞上了一堵技術牆。無論是長期專注增程的理想,還是後發的華爲,以及比亞迪的插混技術,100kW快充功率,基本就是民用層面的天花板。於是,在純電動車大談4C、5C快充的時候。插混和增程式這邊,基本還原地踏步在半小時左右的水平。

從用戶視角來看,你插混和增程式的電池容量更小,甚至要比純電少一半左右。結果充電速度不僅沒有更快,反而也還要慢一倍左右,那顯然是因爲技術不到位。這樣說倒也沒毛病,但鎖死插混和增程快充功率的技術根本,其實就是電池容量太小了。

想要提升充電速度,無非提升電壓或者提升電流。前者是絕大部分新能源車的選擇,也催生了800V高壓概念的誕生。後者則是以特斯拉爲主的車企,所堅持的技術方向。但這兩個方向,對電池容量有限的插混和增程而言,都不容易。

首先,想要獲得高電壓,就需要串聯足夠的電池模組,且最好是電壓更高的三元鋰模組。但且不說大量走性價比路線的插混和增程用的是磷酸鐵鋰電池,就算華爲這種用三元鋰電池的選手,也很難在40kWh左右的容量下,串出比肩純電動車的電壓。畢竟純電動車的電池容量可以輕鬆達到70-100kWh的水平。

所以在插混和增程的邏輯中,也是電池容量更大,充電速度也會更快。比如52kWh電池容量的問界M9,快充至80%的時間,與42kWh版本是一致的。電池容量超過49kWh的仰望U8,完成30-80%的充電過程,時間可以低至18分鐘左右。

但現在說的是滿足4C快充速度,也就是說15分鐘完成快充。根據阿維塔此前曝光的數據,其30-80%區間的充電速度可以被縮短至10分鐘。想要實現這點,靠特供模組推高電壓,顯然是不合算的。強化電池適配高電流的能力,以及適當堆高電池總容量,是整體成本可控,又能推高充電速度的合理辦法。

比如說阿維塔滿足4C超充速度的電池包,容量就達到52.4kWh。其次無論從技術角度還是成本角度,更大容量電池組後,三元鋰電池對插混和增程式的必要性又被進一步降低。所以本質上,插混和增程在充電時間上想要比肩純電動車,核心矛盾就是磷酸鐵鋰電池能否做到高活性。而這個問題,諸如寧德時代的神行電池,以及吉利的神盾短刀電池等等,都已經給出了現成的答案。

提升正極活性,改良電解液配方,優化隔膜通過速度,增加負極嵌入的空間。這些在純電動車型上,能夠滿足800V高壓的磷酸鐵鋰電池,無外乎以上升級方向。重要的是,它們已經在高壓、高電流的量產應用中,經受了市場考驗。

對插混和增程式車型而言,接下來的問題可能是,這塊更大的電池只能適配給B級以上車型,甚至最好是SUV車型身上。如果一定要控制電池包尺寸,從而採用三元鋰電池。那麼一方面電池本身的邊際效應是有限的,其次做小尺寸就是爲了B級以下車型,甚至是轎車。但這一領域的價格敏感度更高,所以容易得不償失。

總結下來,明年的插混和增程式車型不僅會顯著迭代自己的快充能力,使充電速度比肩第一梯隊的純電動車。還有希望因爲電池容量變大,而提升自身的純電續航能力。又或者在原本就採用較大容量電池的高端插混、增程式車型身上,實現價格降低。

未來增程式跑高速,加油比充電更省?

接着前面的思路,在電池容量推高至50kWh以上後,以問界M7爲例,即便是它的四驅版本,在WLTC工況下,純電續航也能穩穩超過200km。然後以4C快充的速度來計算,在15分鐘內就可以完成至少約120公里的純電續航補充。這個效率對於市區以及城郊工況而言,已經綽綽有餘。但仍然不能覆蓋完全意義上的高速路況。想要解決插混和增程式,特別是增程式跑高速的能耗問題,還需要內燃機的補充。

相比插混在高速工況下有直驅的幫助,增程式的內燃機職能完全只剩發電。這樣雖然失去了內燃機驅動效率最高區間的性能助力,但也讓增程式的內燃機開發,可以更加極端。

還是以阿維塔增程式車型將搭載,由長安研發,並在深藍G318身上已經應用的,代號爲JL469ZQ1的1.5T發動機爲例。1.45的缸徑形成比,完全是不裝了。這要給純燃油車,估計連啓動都費勁。但在增程式車型上,意味着活塞可以藉助慣性走更遠的路。再簡單點說,也就是用更少的油發更多的電。根據官方的說法,這臺增程器的發電效率可以達到3.63kWh/L。這個數字已經明顯高過了現階段增程式每升油發3.3kWh電的優秀水平。

相比沒有直驅技術負擔的車企,內燃機開發還需要兼顧燃油車的車企就沒法在缸體上肆無忌憚。比如說奇瑞的第五代發動機,在至少需要兼顧插混和增程式的技術路線下,其缸徑形成比約爲1.27。當然,這已經是相當誇張的數據了,眼下問界正在使用的1.5T發動機,這一比值大約爲1.2。何況,前面提到的阿維塔和深藍所使用的增程器,壓縮比也僅僅被設定在16個,這顯然不是那套缸體的極限。

因爲即便不考慮驅動問題,內燃機至少得考慮自己能否正常點火。過於狹長的燃燒室,如果再搭配上極端的壓縮比,爆震壓力就難以控制了。事實上,這兩臺用來舉例的新發動機,不僅能夠滿足爆震控制,還可以兼容92號汽油。衆所周知,眼下的增程器由於要滿足超高的壓縮比,普遍會使用95號汽油。而要滿足低標號汽油的使用,至少需要更爲精確的噴油、氣體混合滾流設計。

當然,最爲核心的還是點火。不同以往的燃燒室,如果不能做到均勻點火,只會造成異常振動,以及燃燒不充分帶來的積碳等等。爲此,長安的思路是優化滾流外,加大點火的瞬時能量,追求一次性點燃。奇瑞則是直接引入了預燃燒技術,在主燃燒室外,再設計一個預燃燒室。通過提前引燃少量混合氣體,然後推入主燃燒室內,壓燃大量更爲稀薄的混合氣體,實現節能和均勻點火的效果。

根據應用新發動機的阿維塔11增程式申報信息,其饋電油耗爲6.2L/100km。作爲參考,問界M7這邊,饋電油耗達到6.85L/100km。且在車重只相差70kg的情況下,阿維塔電機功率還要多31kW。假設問界M7的饋電油耗也能達到類似效果,且使用92號汽油。那麼即便在mas.storezzz.com饋電狀態下,一公里的油耗費用也能降至0.5元內。對標高速服務區充電樁的充電價格,以1.5-3元/kWh來計算,結合問界M7百公里23kWh的電耗,只用油跑高速的費用甚至比電價超過每度2元時要更低。(以上爲理論計算,僅作參考)

從這些技術應用也可以看出來,插混和增程式無論在電池還是內mas.suning123.com燃機技術部分,都有明顯提升。這些量變的積累,目前來看,在明年的新車中,將有希望得到集中爆發。充電更快、用油更省,即便只聊增程式,恐怕明年也能摘掉“落後技術”的帽子。