四缸Vs三缸--岚图FREE对比理想ONE综合技术优势

2020年12月1日,岚图汽车宣布其第1款量产车命名岚图FREE,并在同一车身平台分为增程版和电动版。岚图FREE增程版售价为31.36万元,由1台直列四缸1.5T发动机、1台发电机、1套动力电池系统和2台“3合1”电驱动系统,构成了完整动力-储能-驱动总成。

对于岚图FREE增程版而言,四缸1.5T发动机和发电机联合做工可以得到80千瓦的发电功率、前后“3合1”电驱动系统最大输出功率460千瓦、动力电池装载电量为34度电。

对于自重2.29吨的岚图FREE增程版,80千瓦的发电功率在全时电四驱状态持续行驶,并且行车发电效率与驱动效率达到平衡(不亏电)!

2019年晚些时候,理想第二款车型(首款车型为低速电动车,因不符合国家国家法规而未上市即退市),即采用EREV驱动技术的 理想ONE上市。2020年晚些时候,理想ONE因为连续发生10宗“断轴”事故,而召回已售出的1万余台。2021年早些时候,2021款理想ONE上市。

在早期的理想ONE动力系统中,1台直列三缸1.2T发动机与发电机结合、最大发电功率为60功率,前后电驱动系统最大输出功率240千瓦(后期改款车型为245千瓦)、适配的动力电池系统装载电量为40.5度电。

对于自重2.3吨的理想ONE而言,最大60千瓦的发电功率是比较难在全时电四驱状态持续行驶,行车发电效率与驱动效率难以达到平衡,与此同时,在强制发电或怠速发电状态,三缸机与生俱来的震动和噪音客观存在。

四缸机与三缸机最大感官层面的差异,是在不同工况(相同转速输出的功率/扭矩)的抖动幅度以及连带的整车层面的NVH表现。岚图FREE增程版在动力电池低电量怠速发电,抖动平顺不会出现间歇性的“气喘”。

对于理想ONE搭载的三缸机的抖动表现还是请各位尽情搜索吧。

1、搭载三缸机的理想ONE技术特征:

“理想ONE底盘与汉兰达雷同,多个零件参数完全一致”,知乎汽车在9月早些时候发布的一条拆解理想ONE视频,给出很多有意思的结论。通过分析2021款理想ONE的车型平台、三缸机排气系统的布设、前后悬架等技术状态,可以看到更有意思的信息。

在知乎汽车拆解理想ONE对比汉兰达的视频中可见,两款车型的前副车架、后副车架以及前后悬架的对比,存在太多有意思的“巧合”。可以注意到,理想ONE的前后副车架、前悬架下A型摆臂、后悬架的纵臂,全部为钢材质。

对比理想ONE的车型平台模型可见,三缸机、前置发电机、前置“2合1”驱动电机、中置的动力电池系统和后置电驱动系统技术状态。

上图为用于展示的理想ONE前部动力部分分系统技术状态特写。

红色箭头:横置的1.2T三缸发动机所占据的前框型副车架的部分

黄色箭头:横置的发电机与三缸机关联、并占据的前框型副车架的部分

红色箭头:横置的驱动电机所占据的前框型副车架的部分

蓝色箭头:控制发电机和前置驱动电机的“2合1”电控系统

白色箭头:1.2T三缸机前置的涡轮增压器、排气管前部的三元催化器

需要注意的是(1),三缸机与发电机串联设定,几乎将前框型副车架的宽度沾满,是否意味着理想ONE外购自东安的1.2T直列三缸发动机是不得不?亦或日后要向升级为四缸机的可能性很小?

上图为理想ONE前部动力舱各分系统技术状态细节特写(拆除防尘罩后)。

白色箭头:三缸机

红色箭头:用于伺服三缸机、发电机和前后驱动电机循环管路补液壶

绿色箭头:疑似双电机控制系统高温散热伺服

蓝色箭头:动力电池热管理控制系统循环管路补液壶(用于低温预热)

需要注意的是(2),理想ONE设定3组循环管路,伺服于不同温度需求的分系统。工业设计从来都不能十全十美,3组循环管路可以让不同分系统的散热伺服更精准,但是复杂的结构带来的是可靠性方面的“减分”。

在评测过程中,发现一个特别有意思的设计点,理想ONE的空气空气滤设定在三缸机顶端。仔细观察发现,在三缸机与空气滤清器之间,设定了1组可以隔绝振动的软性衬垫(红色箭头所指)。

至于这组软性衬垫,可以起到多少将三缸机与生俱来的震动隔绝在动力舱内,这就需要各位理想ONE车主现身说法了。

将2021款理想ONE举升后可见,钢材质的前副车架没有设定下护板、排气管前段、软连接、排气管中段以及尾段全部裸露在外(从动力电池副驾驶员一侧绕过)。

红色箭头:直列三缸1.2T发动机的排气管第1段和第2段,通过前副车架经动力电池前端、副驾驶员一侧,最终拐到后部

白色箭头:保护动力电池的隔绝排气管热量衬垫

黄色箭头: 为动力电池前部冷却液和高压电管路接口,动力电池驾驶员一侧燃油管和制动管,提供遮蔽的护板

蓝色箭头:为铁质燃油箱提供遮蔽的钢护板

量产版的2021款理想ONE没有配置前副车架下护板,因为向下“耷拉”出的排气管,导致前部没办法加装。55升的铁质燃油箱也因为向下“凸出”,为了防止磕碰而加装1组钢护板。

将2021款理想ONE举升至适合高度,以车身最下端水平线为参照,红色箭头所指的排气管和黄色箭头所指的燃油箱护板,与车身最下端不在同一个水平面。

由于排气管“耷拉”出前副车架,因此2021款理想ONE及老款车型不能标配下护板、甚至第三方供应商也因为制造难度过大而没有推出保护直列三缸1.2T发动机油底壳的护板。

从2021款理想ONE的前副车架后端与排气管“干涉”位置比对可以看出,它通过人为设定1组“内凹”用来容纳部分排气管,但是依旧没有办法让排气管与车身底部完全持平。

蓝色箭头:前副车架后端“内凹”部分用来容纳排气管

红色箭头:位于动力电池副驾驶员一侧的“斜角”位置,没有铺设隔绝来自排气管热量的衬垫

黄色箭头:位于位于动力电池副驾驶员一侧位置,完全铺设了隔绝来自排气管热量的衬垫

上图为2021款理想ONE明显“凸出”的燃油箱及护板组件(红色箭头区域),与中置的动力电池系统、侧向燃油/制动管路护板高度差对比的状态。

“耷拉”出来的排气管(前副车架位置)和“凸出”的燃油箱及钢护板,使得2021款理想ONE的车型平台的底盘部分表现十分糟糕。然而援引知乎拆解理想ONE的视频看,汉兰达的底盘虽然没有铺设前副车架下护板,但是排气管与燃油箱完全与车身底部处在同一水平线。

有意思的是,理想ONE外购东安的1.2T三缸机最大输出功率96千瓦,关联的发电机最大发电功率60千瓦。理论上匹配1台最大发电功率80千瓦的发电机对于这台三缸机不是问题。然而为什么还要将发电功率限定在60千瓦?这是否与三缸机“原生”的怠速状态基础功率、高转速峰值功率产生的震动以及油耗存在不可难以解决的问题?

另外,知乎汽车的视频中给出了理想ONE的车型平台结论,是否“油改电”并不是根源,而是利用成熟的车型平台可否设计出更合理的架构。然而成熟的车型平台不应该成为关键分系统限定的先决条件,也不能因此改变关键性能的根本。如果理想ONE的车型平台更宽一些,前框型副车架更大一些,或可以轻松容纳1台四缸机。

当然,三缸机与发电机的长度即便难以改变,是否可以在排气系统进行一些跟深度技术调整?起码让排气管头段“隐藏”在副车架内,而“耷拉”出一截子也从根本上不能匹配下护板。

2、搭载四缸机的岚图FREE技术特征:


在岚图汽车发布品牌的活动中,向公众展示了增程版的车型平台。实际上,岚图FREE在设计之初就设定了将结构最为复杂的增程版与电动版共享一个全铝车型平台的策略。

岚图FREE增程版与电动版采用同一个车型平台,可以最大程度的分摊成本。全铝车身在保证车身强度的同时,降低自重、间接的提升了整车驱动效率。

上图为用于展示的岚图FREE增程版前部动力部分分系统技术状态特写。

红色箭头:横置的1.5T四缸发动机所占据的前框型副车架的部分

黄色箭头:横置的发电机与三缸机关联、并占据的前框型副车架的部分

绿色箭头:横置的驱动电机所占据的前框型副车架的部分

蓝色箭头:控制发电机和前置驱动电机的“2合1”电控系统

白色箭头:双电机控制系统

需要注意的是(3),岚图FREE增程版采用正向设计的车型平台,以及根据四缸机、发电机和前置电驱动系统的尺寸及重量,设计的全铝前副车架。这意味着从整车设计之初就考虑到使用一台来自东风集团自行研发和量产,优化了进排气系统的直列四缸1.5T发动机,并将发电机发电功率设定在80千瓦。

而决定岚图FREE增程版全车所有性能的前提,就是80千瓦的发电功率这一几乎可以看做“唯一”的先决条件!

上图为岚图FREE增程版前部动力舱各分系统技术状态细节特写(拆除防尘罩后)。

红色箭头:伺服动力电池的热管理控制系统循环管路补液壶

黄色箭头:伺服四缸机、发电机、前置电驱动系统、双电机控制系统以及后“3合1”电驱动系统循环管路补液壶

白色箭头:前置双电机控制系统

绿色箭头:疑似双电机控制系统高温散热伺服

需要注意的是(5),岚图FREE增程版设定2组循环管路,1组用于整套动力-发电机-传动系统,1套用于动力电池系统。最大程度的优化了结构,降低冷却液渗漏几率,提升整车的可靠性。工业设计从来不是十全十美,通过电控“X通”阀体用来满足高温发动机、低温双电机控制系统散热需求。

上图为举升后的岚图FREE增程版车型平台底部状态特写。前中后三组护板分别应对前副车架(红色箭头所指)、动力电池前部热管理系统(黄色箭头所指)以及后副车架(蓝色箭头所指)。

标配的前副车架下护板将动力系统完整包裹,并且可以更换防护性能更占优的钢制护板。

需要特别注意的是,岚图FREE增程版(包括电动版)前副车架(绿色箭头)、中置动力电池(红色箭头)、中后置燃油箱以及后副车架(黄色箭头)全部处于同一水平线。平顺的底盘,没有任何“凸出”,在保证复杂路况通过时不会被剐蹭并平顺的通过的气流。

上图为拆除3组护板后岚图FREE增程版前后副车架,和动力电池前端的热管理控制系统技术状态特写。清晰可见的是,岚图FREE前副车架及前悬架均由全铝材质构成。

岚图FREE增程版的前副车架,采用的是全铝材质铸造工艺。轻量化全铝副车架及后部支撑管梁,可以在加速、制动和转向过程中,为四缸机和串联的发电机及并列的驱动电机“牢固”的支撑。

全铝前副车架装车实物和展示状态的实物细节几乎完全一致,全铝材质框型的副车架(黄色区域)下端增设了1组“X”型加强支架(白色箭头所指)。

岚图FREE增程版的前悬架为双A型摆臂独立架构+空气减震,转向节、双A型摆臂和副车架全部为铝材质。

需要注意的是(6),岚图FREE的前转向节通过2+2组球节与上A型摆臂和2组下控制臂关联。

前端下控制臂固定的球节由上而下“卧”进转向节前端的下球销(黄色箭头所指);后端下控制臂固定的球节由上而下“插”进转向节后端的下球销(红色箭头所指),这就行程了一组双保险,避免转向节与摆臂系统脱离,导致“断轴”事故发生。

上图可见,岚图FREE增程版上A型摆臂和空气减震系统。对于售价锁定31.36万元的岚图FREE增程版而言,全系车型标配空气减震系统,这本身就是一种产品溢价力。

上图为岚图FREE增程版全铝后副车架+全铝后独立悬架+空气减震技术状态特写。

红色箭头:后置“3合1”电驱动系统的电机部分

白色箭头:电机的油冷散热器

黄色箭头:粗壮的后下A型摆臂

绿色箭头:空气减震

基本上售价30万出头的国产车以及合资品牌,除了岚图FREE增程版和电动版,是不可能配置前后全铝材质独立悬架。

需要注意的是(6),为了保证全时电四驱系统大负载长时间使用的可靠性,岚图FREE增程版前后电驱动系统各配置了1组油冷散热器,并且发电机也配置了1组油冷散热器。

需要注意的是(7),岚图FREE增程版的燃油箱容积为56升,设定在动力电池与后副车架之间的位置被后副车架下护板一体化保护,且没有“凸出”。

黄色箭头:动力电池

红色箭头:燃油箱

白色箭头:动力电池最低端、燃油箱最低端以及后副车架最低端处在同一水平线

岚图FREE增程版的动力电池热管理系统并没有设定在动力舱内,而是转移至更靠近电池冷却管路接口的区域。岚图FREE增程版的动力电池热管理控制策略与主流电动汽车几乎一致,在一个循环管路中串联了电池系统、PTC控制模组、水冷板控制模组、电子水泵、温蒂传感器以及“X通”阀体。

红色箭头:PTC控制模组用于加热冷却液对动力电池系统进行低温预热

黄色箭头:水冷板控制模组用于降低冷却液温度对动力电池系统进行高温散热

蓝色箭头:电子水泵用于控制冷却液流量

白色箭头:温度传感器用于检测冷却液温度

将热管理系统(预热和降温)主要功能模组设定在靠近动力电池区域,从降低能耗层面看更适合。这种硬件设定策略,也被2021年之后主流PHEV和EV车型所适用。

用热成像仪拍摄岚图FREE增程版在怠速发电状态举升车辆后,排气系统(前部)温度可视化的特写。

黄色箭头:“隐藏”在全铝前副车架“内”的排气管前段热成像特写

红色箭头:设定在靠近动力电池前段(副驾驶员一侧)的排气管中段消音器热成像特写

岚图FREE增程版搭载的这台1.5T直列四缸发动机很“完美”的被“塞入”前部动力舱,并且与理想ONE一样,都是排气系统前置。然而与岚图FREE增程版和电动版基于正向开发的“型号牵引”策略,排期系统被十分完美处理。

用白光相机拍摄岚图FREE增程版在怠速发电状态举升车辆后,排气系统(前部)及全铝副车架结构的特写。

蓝色箭头:排气管前段(至中段消音器)部分设定在全铝前副车架内的技术状态

黄色箭头:排气管中段(消音器)的结构走向

红色箭头:前置驱动电机(减速器靠后)

通过热成像仪可以看到排气管中段消音器,没有将热量扩散到动力电池前端,保持着超过150摄氏度的温度差(排气管中段最高温度178摄氏度、动力电池附近温度17-25摄氏度)。通过温度可视化的技术手段,可以更直观的看到岚图FREE增程版排气管的走向与结构之间的关联。


需要注意的是(8),2021年在售的主流新能源车几乎都在寻求更合理的结构设计架构(车型平台)。对于EV车而言,更平顺的底盘可以降低风阻提升间接提升续航里程;对于PHEV/EREV车而言,更平整的底盘可以降低行驶在复杂路况带来的危险。然而,要向把排气管、动力电池和燃油箱设计在同一水平面,从技术角度来看存在一些困难,但又是必要。

笔者有话说:

客观的说增程技术是对于两驱车是体现不出核心技术优势,对于四驱车如果能够做到持续四驱状态行驶,且发电效率超过驱动效率就算成功。不过,受核心技术(发动机、发电机、驱动电机以及全部控制策略)储备、发动机选择周期,整车产品定位等诸多因素影响,套用三缸机的四驱车不仅要考虑震动,还要考虑低速行驶动力舱内的散热需求是否满足(如果动力舱长期高温、散热需求得不到满足容易起火燃烧)。

岚图FREE增程版选择的1.5T直列四缸发动机最想解决了不同转速、不同负载的震动问题,随后解决了低速行车+动力电池馈电+复杂路况电四驱系统持续介入等最苛刻工况,发电效率超过驱动效率同时动力舱内散热需求得到充分满足(保持干爽的温度环境更健康)。

四缸机 Vs 三缸机,实际展现的是两个不同品牌所拥有增程技术驾驭能力,传统造车实力的综合差异!

接下来新能源情报分析网将会对四缸机-岚图FREE增程版电四驱系统主动行车安全技术,标配的夜视系统行车辅助安全技术研读和判定。

新能源情报分析网评测组

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