今日公布 汽车 赛力斯汽车:技术创新引领变革——用户思维定义增程系统

赛力斯汽车:技术创新引领变革——用户思维定义增程系统

“智能补电、高效节能、静谧无感”三大技术是新一代增程技术须突破的重点环节。基于此,赛力斯基于用户思维给出了增程系统的全新定义——智能超级增程系统是集智能、高效、无感、极致成本及超级质量于一身的超级能源系统。

赛力斯是增程技术路线的引领者,针对先前增程汽车在极度馈电模式下的动力损失、能耗上升、振动和噪音加剧这三大痛点,赛力斯汽车科技公司副总裁段伟在第四届汽车电驱动及关键技术大会上展开了他对智能超级增程系统的见解与实战经验分享。

在他看来,“智能补电、高效节能、静谧无感”三大技术是新一代增程技术须突破的重点环节。

基于此,赛力斯基于用户思维给出了增程系统的全新定义——智能超级增程系统不再是传统发动机+发电机的简单集成,而是集智能、高效、无感、极致成本及超级质量于一身的超级能源系统。

段 伟 | 赛力斯汽车科技公司副总裁

以下为演讲内容整理:

01

行业现状

作为身处这个时代的中国汽车人,我深感骄傲与自豪。自2000年起,众多同仁共同投身于汽车产业的伟大的变革,中国汽车行业经历了翻天覆地的变化,尤其是排放法规的演进。从欧II到国II,从欧Ⅵ到国Ⅵ,每一次我们都奋力追赶,迎头赶上。行业法规的不断严格,从某种角度看,催化了中国汽车行业向电气化、新能源化的转型速度加快。

特别是2020年后,中国新能源汽车的市场份额在全球激增,至2021年已占据全球的52%,至2022年更是达到63%。这一增长态势推动了中国汽车的出口量快速增长,标志着中国汽车真正站在了世界汽车舞台的中心。

图源:演讲嘉宾素材

自2020年起,得益于政策和市场的双重驱动,新能源乘用车的渗透率从10%迅速攀升至35%。据最新数据显示,11月,中国新能源乘用车的渗透率已超过37%,并且预计这一数字仍将持续增长,未来新能源渗透率将突破50%,市场成长空间巨大。

伴随中国新能源汽车市场的繁荣,增程式汽车销量也在迅猛增长。2020年以来,插混和增程的市场增长率均呈现出三位数的增长。经过三年的发展,插混和增程技术路线与纯电并行,形成了三足鼎立的格局。

在混动技术领域,各种新架构和技术路线不断涌现,其明星车型不断推出并受到市场和用户的热烈欢迎。从目前流行的增程串并联单档、多档,并联多档、功率分流等路线来看,每一种技术都有其独特的魅力。但从技术角度讲,没有绝对的最佳方案,只有最适合用户需求的方案。各大主机厂都在系统架构方面进行积极的探索和创新,推出新技术和新产品,不断提升产品力,刷新行业新高度。

那么,用户真正的需求是什么呢?根据国信中心的数据显示,用户最关心的是里程焦虑、动力强劲、速度快、使用费用低以及配置丰富。如何满足这些“既要、又要、还要”的需求?从我们的经验来看,增程式技术路线能够很好地解决这些问题。

图源:演讲嘉宾素材

根据问界用户的实际使用报告,大部分用户选择使用纯电模式,占到了总里程的72%以上,而超过92%的驾驶时间都是使用纯电。特别是在0-80公里的常用行驶范围内,纯电使用率超过了86%,这正是增程式电动车性能最佳的区间。

在解决传统节能减排与用户对高性能的双重需求方面,大电池高性能的增程式电动车展现出显著的优势。它不仅满足了以纯电为主导的行业发展趋势,而且凭借纯电驱动带来的出色驾驶性能和更低的费用,赢得了用户的青睐。

总结起来,增程式电动汽车的核心亮点有三点:

1)100%纯电驱动,给用户带来极致驾乘体验;

2)可电可油,无里程焦虑;既享人间烟火,也有诗和远方;

3)更加优秀的智能化,科技感更强。

因此,增程式电动车在产品力维度的优势明显,特别是在以合资品牌油车为主的中高端车型市场上,比快更快,比省更省,比智能更智能,产品力对传统豪华油车形成碾压性优势,是自主车企实现品牌向上的有效路径。

图源:演讲嘉宾素材

进入2023年,更多品牌如深蓝的SL03、哪吒S和零跑等,推出了增程式车型,使这一市场的价格区间下探至15万。这表明在15-20万的价格区间内,增程式汽车仍有巨大的增长空间。

02

解决方案——赛力斯智能超级增程系统

依据国信中心的调研结果,增程用户痛点集中在极度馈电模式下的动力减弱、能耗上升、振动与噪音加剧;为确保增程技术路线的长远可持续发展,新一代增程系统须重点突破智能补电、高效节能、静谧无感三大技术难题,给用户带来全新的驾乘体验。针对这三大痛点,赛力斯给出了自己全新的产品定义:智能超级增程系统不再是传统发动机+发电机,而是集智能、高效、无感、极致成本及超级质量于一身的超级能源系统。主打“智能、高效、无感”,兼顾“极致成本、超级质量”。

图源:演讲嘉宾素材

赛力斯已在能效水平和NVH方面达到了行业领先水平,并获得了国内权威认证机构的认可。我们的最高能量转换率认证、能效之星认证和静音之星认证就是最好的证明。

赛力斯_奔力赛_赛力佳

首先,关于智能发电和智能补电,赛力斯超级增程系统的核心在于智能发电策略,它能够实现全场景自动识别、自学习用户的驾驶习惯,基于导航等驾驶意图进行预判。我们采用多极定点+功率跟随发电的策略,自动适应各种驾驶场景,为用户提供最佳的发电策略。通过大面积的路况采集、用户驾驶习惯的学习以及导航驾驶意图的预判,结合不同的电池SOC工况、行驶工况、用户习惯和驾驶意图等,为用户计算出最佳的发电策略,避免车辆在极端馈电工况下的不良表现,确保增程器长期处于最佳的工作状态,提升用户的驾乘体验。

其次,高效能源是增程系统的另一个关键要素。增程系统不能仅仅是一个“充电宝”,而且是需要基于核心零部件专用化匹配开发的高效能量源。这需要我们具备发动机、发电机和电控系统的开发能力,使发电机和发动机能够高度重叠。目前,发电机的94%以上高效区域都落在了发动机100%的高效区内,这使得油电转换率达到了3.44kWh/L,在行业中处于领先水平。同时油电转换率3.0kWh/L以上区域面积占比超过40%的高效发电区域可以使我们在发电时始终保持高效,解决能耗问题。

第三,无感是增程用户的核心诉求之一。为了实现这一目标,需要基于整车系统进行开发,根据车型定位、客户要求和NVH要求进行分解,结合总成效率map和NVH map以及整车实际运行工况和场景进行策略寻优。赛力斯开发了起停策略、发电等级策略、发电功率策略、升速减速和补偿策略等,通过优化这些策略,以NVH性能优先的原则确定最佳的发电控制策略,实现最佳的NVH效果。对于增程器本身的NVH开发也需要专业化开发,对发动机和发电机进行专用化设计,使增程器总成在工作时的噪音比行业水平低2-4dB(A),效果显著。

要实现增程系统的智能、高效与无感特性,必须要对发动机和发电机进行专用化开发。

图源:演讲嘉宾素材

首先,什么是增程专用发动机的开发?这是一张传统发动机的map图,可以看到在低速大负荷的区域被避免了,这样可以有效提升压缩比并减少爆震,从而使得整个能效更好。高速的工作区被去除,从而降低运行转速,使NVH性能得到更好的提升。同时提升最高热效率并扩大高效区范围,避开小负荷高油耗区,用纯电驱动替代低效区运行。这样,发动机的工作能够落在我们的高效区,从而实现由面工况、线工况到点工况的转变。

增程器工作稳定且单一,使常用工况点都能落在经济油耗区。赛力斯的高效专用发动机通过高效燃烧、进气、排气、点火和增压等技术,实现了发动机的高效属性。同时,结合用户诉求、车型定位和NVH要求,确定了发动机的NVH目标。这些目标逐步分解到机体运动集成等设计中,以确保最佳的NVH特性。

对于发电机,我们也进行了专用化开发。通过专业化开发设计,使专用的发电机具备小体积、低转速和高效率的特性,与高效的专用发电机完美匹配。我们以NVH性能优先的原则,从电磁设计方案、定转子结构等方面不断强化NVH性能,最终实现无感发电。

除了高效、智能和无感外,赛力斯超级增程系统还基于底层技术创新和专用化、集成化、平台化、轻量化的开发,实现极致成本降低。这是一条性能与成本的曲线,纵坐标代表更高性能,横坐标代表更低成本。赛力斯目前采用的方法包括商务降本和性能降本。通过材料研究、先进工艺和技术集成追求曲线优化,而不是在现有曲线上寻找平衡点。这样可以真正实现极致的成本降低。

图源:演讲嘉宾素材

通过专用化开发,我们将发动机零部件减少了4%,整机重量降低了22%,从而使整机成本降低了10%以上;发电机采用低矫顽力磁钢等材料,使电机更加紧凑,重量降低,从而实现极致的成本降低。

对极致成本的追求并不意味着放松对精品战略和超级质量的执着。在智能超级增程系统的开发过程中,我们对系统和核心零部件进行了极限工况下的仿真开发。在设计阶段打造数字化虚拟样机,开展全方位的仿真试验,包括性能、NVH、热管理等方面,从而将设计阶段的质量问题扼杀在萌芽阶段。

图源:演讲嘉宾素材

此外,我们还进行了后期极端严苛的验证。增程器材架验证时间累计超过2万小时,搭载整车的试验累计超过500万公里;对NVH等质量指标进行超过1000人的用户体验驾乘测试。通过收集用户对增程器的反馈,更好地改善和提升增程系统的性能。

除了研发过程中质量的严格把控,制造过程也全面贯彻质量管控的思路:构筑先进的质量管理体系、践行智能制造和零缺陷的质量理念。我们以国际先进的生产条件、过程监控能力和全方位的下线检测能力来保障制造质量。

03

未来展望

为了更好地适应新能源汽车的长期发展,我们对未来的增程系统也进行了深入探讨。我们认为,随着汽车正逐步向智能化转型,未来的汽车将不仅仅是交通工具,而是一个智慧的移动空间。作为能量源的增程系统,也应当与时俱进,更加智能。

在未来,增程器不应被视为传统的动力系统。相反,它应被看作是一个具备全场景自适应能力的智慧能源系统。基于整车的智能感知系统,增程器将与摄像头、雷达、传感器等设备协同工作,实时识别驾驶场景和周边环境。通过决策层,结合目的地、路线、交通状况、电池状态和驾驶习惯等信息,为用户提供全方位的出行方案建议。驾驶员选择后,智慧增程系统将根据决策层的指令,进行全域智能响应,为用户提供全场景自适应、全程舒畅的智慧能源服务。

图源:演讲嘉宾素材

在应对国家提出的碳达峰碳中和目标方面,未来的增程器将更加注重清洁和高效,以实现零排放为目标。赛力斯将运用先进的热效率技术,如高膨胀比、电控增压器和超高压缩比等,以突破内燃机48%的热效率,并力争在未来达到50%以上,从而提高能效。

为实现低碳目标,赛力斯将研究碳中性合成燃料与多燃料燃烧特性,使增程器使用的能源更加灵活。这包括对氢能、轴向电磁通等技术的探索,使发电机在制造过程中实现更低碳的目标,以契合国家的双碳战略。

在静谧性和无感体验方面,赛力斯将通过深度集成和新型算法,优化增程器的运行稳定性,减少振动。通过主动减震和降噪技术,确保这些振动在传递到驾驶室和驾驶员耳边时达到无感状态。此外,我们还将开发免维护和长周期维护技术,使用户在整个车辆生命周期内对维护的需求感知更低,实现真正的用车无感。

便捷切换也是我们考虑的重点。未来的增程器可能成为一个高度集成化的一体化能源转换系统。从设计角度出发,我们将使增程器的外形更加规整和紧凑,实现纯电与增程模式之间的物理切换。此外,我们还将探索增程器实现类似换电的功能,使其具备即插即用的特性,从而拓展其在其他领域的应用前景,为增程器的未来发展提供更多可能性。

04

关于赛力斯

赛力斯始终致力于与业界同仁共同推动汽车能源的革新,无论是我们的增程技术还是增程产品,我们都持开放态度,全方位寻求合作机会。赛力斯科技公司专注于新能源汽车总成、新能源汽车动力总成及系统软件的研发。作为一家高端新型研发机构,我们同时掌握新能源汽车的两大核心业务:动力总成和电子电气架构的软硬件开发。我们在重庆的沙坪坝、两江新区以及成都都设有研发中心和软件中心,以支持我们的持续创新和技术突破。

在动力平台方面,我们拥有超级增程系统、超级混动系统高效电驱系统和高效发动机。这些全面的产品体系能够满足几乎所有乘用车型的动力需求。

同时,赛力斯汽车科技公司坚定不移地走在智能化发展的道路上,坚持软硬件结合的研发路线。我们已经形成了以智能车控、智能电控、智能车云、智能通信、智能座舱和智能驾驶为核心的六大智能产品谱系。以智能车控为例,为了适应整车电子电气架构从分布式向中央+区域架构的演进趋势,我们自研了可扩展、模块化、域融合的区域控制器ZCM。这一创新设计不仅适用于SUV、轿车、物流等多种车型,而且通过ZCM与电控座舱的不同组合方式,我们能够为低、中、高不同价位的车型提供全系解决方案。

图源:演讲嘉宾素材

值得一提的是,作为科技公司我们不仅拥有强大的动力系统研发能力,还具备整车电子电气架构及软件的完整研发实力。我们诚挚邀请有需求的同仁们包括友商与我们进行全方位的交流与合作。赛力斯始终保持开放与合作的态度,非常愿意用这些年积累的技术经验,与各位同仁共同推动中国汽车行业未来的发展。

(以上内容来自赛力斯汽车科技公司副总裁段伟于2023年12月14日在2023第四届汽车电驱动及关键技术大会发表的《技术创新 引领变革-用户思维定义增程系统》主题演讲。)

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