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熱管理實驗介紹
[汽車之家 電動車技術] 這幾年來，隨著國家能源戰略與汽車產業結構調整，在市場上可以說是湧現出了一大批新勢力造車企業，同時受制于越來越嚴格的排放、能耗限制，不少傳統車企也紛紛推出了各自的新能源車產品，但這其中絕大部分都是純電動車，而由此又衍生出了一個新名詞「裡程焦慮」。就在前幾天，由李想在2015年創立的車和家正式發布了其智能電動車品牌「理想智造」，並宣布將於10月18日正式發布首款沒有裡程焦慮的智能電動車——理想智造ONE，它採用增程電動解決方案，從產品技術本身入手解決電動車的裡程焦慮問題，官方表示其可實現超過700公裡的NEDC綜合續航裡程，市區工況續航裡程超過1000公裡。而在今年的8月，我們有幸隨車和家的工程師團隊一起前往了新疆吐魯番以獨家受邀媒體身份見證了理想智造ONE試製車的高溫測試環節。
■ 理想智造ONE：車長超5米、提供6/7座布局的沒有裡程焦慮的智能電動車
在行文之前，我覺得還是有必要先普及一下車和家首款增程式電動中大型SUV理想智造ONE電動車。它是一款基於增程電動平臺開發的電動SUV，與一般純電動車不同，其裝備了大容量電池組配合大功率增程發電系統，可以消除消費者在使用純電動車時的裡程焦慮與充電焦慮。NEDC綜合續航裡程超過700公裡，配備有LEVEL 2級別的高級駕駛輔助系統，整車長度超過5米，提供6座和7座兩種車內布局。
身邊開過純電動車的朋友們，不管是中國品牌車型亦或者是高端進口電動車。大家無不對電動車的駕駛感受，特別與傳統的燃油車或插電混動車型相比後，對純電車在靜謐性、平順性等方面的表現給予很高的認可。不過，電動車的核心痛點還是在充電便利性，以及由此帶來的裡程焦慮、用車半徑受限等問題上。
■ NEDC綜合續航裡程超過700公裡，採用大容量電池組+燃油增程器充電的能源供給組合
簡單來普及一下目前市場上常見的新能源有幾大分類，主要包括BEV純電動，代表車型如特斯拉、蔚來ES8等；HEV油電混合，代表車型如普銳斯、雷克薩斯ES300h等；PHEV插電式混動，代表車型有比亞迪唐、秦、榮威eRX5等和今天要介紹的EREV增程式電動車，代表車型包括寶馬i3、別克VELITE 5以及理想智造ONE。（當然再延伸說還有Fuel Cell燃料電池車，代表車型是豐田Mirai，但這類產品在國內普及度非常低，因此暫且按下不表）
話題回到油電混動、純電動、插電式混動以及增程式電動這幾類車型的用戶痛點來分析。先說油電混動，它是目前市面上技術最成熟且用車體驗完全等同於傳統能源車的產品，但在國內除了極少數城市外，大部分地區都無法享受各地新能源政策，因此它的目標消費人員其實與傳統能源車是高度重合的。而純電動車型是目前市場的主力，但它的痛點也很明顯，就是續航裡程的問題，就算是目前最高端的純電動車型，它們的綜合續航裡程也只有四百到五百公裡。畢竟在如今的國內一二線城市，要想每輛車都有屬於自己的充電樁或許還是一個美好的夢想。如果說電動車只適合在城區裡跑，那真的是人類交通歷史的倒退，發明車後的百年來，它給人們帶來的最大的價值就是擴大了我們的生活半徑。
因此增程式電動車或插電式混合動力車型的推出，其實就是在很大程度就能打消大家對續航裡程焦慮這件事的困擾。就比如在上海、杭州這類對政策導向插電式混動車型比較友好的城市，普通老百姓選購新能源車會考慮目前市面上比較常見的插電混動車型。但在與這些車主的溝通中也發現他們日常使用過程中存在的一些痛點，比如純電續航裡程短（普遍在50公裡左右），車輛在有電和少電狀態下駕乘品質差異較大等問題。而類似的問題，其實在增程式電動車（比如Velite 5）上幾乎聽不到什麼抱怨。而理想智造ONE也是增程式電動車的技術路線，簡單來說能提供駕乘者與純電動車一樣的駕乘感受，但又自帶「充電寶（增程器）」，當車輛電量不足時能自我補給，徹底解決了裡程焦慮的問題。同時，它還同時兼容慢充與快充，可以滿足不同消費者的充電需求。
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■ 購買者角度：增程式與插電式混動同屬一個補貼標準，部分地區可獲免費新能源車牌
同時，在補貼政策方面，中國對新能源汽車技術的分類中，對於增程的定位分兩類。從購買者角度看，增程式與插電式混動同屬一個標準，補貼額度比純電動車要少，但在部分限牌城市能享有新能源車牌和免限行待遇；但在國家發改委員發布《汽車產業投資管理規定（徵求意見稿）》，明確將「增程式電動汽車」劃歸純電動車投資項目，而插電式混動車型屬於燃油車投資範圍。
簡單介紹完了什麼是增程車，我繼續聊回吐魯番高溫測試的這件事上。其實對於車企來說，不管是傳統車企還是新勢力造車，除了各種實驗室、環境艙的測試外，每年在吐魯番、格爾木、漠河等地的高溫、高海拔和高寒的實地測試自然是少不了的必修課，簡稱「三高試驗」。畢竟實踐才是檢驗真理的唯一標準。
本次在吐魯番進行高溫測試的車輛是第一、二階段的工程試製車輛（Engineering Production1/2），據悉這批工程試製車是從今年4月起投入試驗，算是第一批從圖紙變成實物的車輛，底盤已經是硬質模具，車身將在做完一輪軟模試驗後再開硬質模具，這是新車型開發的規律。因此在車身外觀件上，包括大燈這些目前看到的都是替代件。待EP車輛測試結束後才能進入工廠，進入試裝車（Production Preparation ）階段。
本次測試，除了傳統的樣車故障、功能操作以及整車匹配等適應性實驗以外，更重要的工作是在高溫下標定和驗證熱管理系統、標定和驗證動力系統、標定能量管理策略以及驗證四屏+主機的耐高溫設計等。因此標定和驗證它倆是相輔相成且會反覆循環的過程，要經過十幾輪甚至幾十輪才能達到理想的數值，本次高溫實驗只是整個試製實驗階段的一小部分，車和家的工程師還會在諸如通州試驗場（綜合道路環境）、海南瓊海（高溫高溼環境）、青海格爾木（高原環境）、牙克石（高寒環境）以及各種環境艙和臺架測試，累計實驗裡程超過330萬公裡。這裡對「標定」和「檢驗」做個名詞解釋：
標定：指的是各項參數的值如何設定，因為在車輛的前期工程試製車沒有造出來的時候，廠商會通過各種仿真設計確定了各項參數的初始設計值，但這些值只是仿真結果，工程試製車造出來後，工程師們就需要在真實的車和道路上去看這些設計值是不是合理，並且在各種工況下反覆測試然後調整參數，直到這些參數達到最好的表現。
檢驗：標定後的參數，需要通過反覆的實驗來驗證是否正確，如果有問題，需要調整標定值，甚至更改硬體結構設計。
■ 熱管理系統實驗：車輛各系統在高溫環境下正常運作的關鍵保障
既然是高溫測試，先來說說熱管理實驗。顧名思義就是對車輛在這種極端高溫環境下，各部件的工作溫度進行實驗和檢測，因為每個部件工作時對溫度的要求不同，且都會產生熱量，如何有效地加熱或冷卻各個部件，以保證車輛作為一個整體的正常工作，這就是標定和檢驗的目的。其實實驗項目包括道路熱平衡試驗、空調試驗、VCU標定、能量回收、電機電池過溫保護以及不同駕駛模式的加速性能實驗等。
作為一款增程式電動車，它擁有較之傳統燃油車或純電車型更複雜的整車機械系統，不但要控制增程器（燃油發動機）、空調系統的溫度，還需像純電車一樣控制諸如電池、電機、電控的溫度。因此車和家的工程師為它研發了一套貫穿各個系統的智能液冷溫控體系，並且還帶有各種閥體讓它在必要時能形成不同的溫控迴路。讓電池、電機、電控、增程器、空調都能工作在最合理的溫度，且熱能可以被相互利用，提升了能量利用效率。這套系統不但對高溫狀態下的控溫有利，更重要的是對車輛在低溫環境下三電系統的溫控有著積極意義。
先說熱管理部分，這個環節的實驗項目包括路熱平衡試驗、增程高速+熱浸置、怠速充電、純電加減速、增程加減速等，這些實驗主要模擬車主日常在酷暑環境下的使用場景。其中在上述名詞裡，可能「熱浸置」對屏幕前的各位來說或許有些陌生。具體形象化的來說，在很多南方城市，夏季氣溫有時會超過40℃，在這種極端高溫的氣候下，要保證車輛各個系統都可以正常的工作，不會因為高溫而出現問題，所以廠商就會通過各種實驗來還原極端使用場景，來反覆測試車輛的性能。
例如，我們夏季出遊，在高溫下長時間高速行駛，到達目的地後把車輛停靠在了一個不通風且暴曬的牆角，並且馬上開始充電；又比如，同樣在高溫暴曬環境下，車主在將車輛停在露天的停車位上充電，同時自己在車內坐著吹空調，這些就是所謂的在不同工況下的熱浸置試驗，這時需要保證車輛的散熱冷卻系統各個零部件不會因過熱而失效，同時車輛各部件還能保持正常工作狀態。
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空調試驗/VCU標定試驗介紹
■ 如果在炎炎夏日保證車內依舊能有涼爽宜人的環境，空調實驗至關重要
高溫測試另一個重要環節就是空調實驗，在夏天一直有一句名言「命是空調給的」，這話或許是茶餘飯後的笑談，但也說明了空調對於大家無論是家裡還是車輛上舒適性的重要度有多高。因此在高溫的環境下測試空調的工作狀態就顯得尤其重要，誰都不想在40℃的天在車裡搖扇子吧。
空調測試包括製冷的綜合工況和低速爬坡、高速極限工況，特別是後兩工況，無論是對傳統燃油車還是新能源車都屬於高負載的情況，這時需要車輛的電腦自動進行能量分配，在保證車輛安全、正常行駛的狀態下，也需要維持空調系統的正常運作，保證製冷效果都能讓車內擁有一個舒適的溫度。在實際測試的過程中，空調系統能夠保持一個高效的工作狀態，外部40多℃的時候車內可以保證涼爽舒適。
■ 高溫環境實地測試見真招，適應性試驗是對各部件的摸底考
同時適應性試驗是車輛的基礎試驗。即使是在北京這樣的北方城市，夏天車輛的行駛環境也會超過40℃，因而對於車內的零部件來說，工作的環境溫度只會更高。如果一輛車的橡膠、塑料件無法通過高溫測試，相關零部件則會發生硬化開裂、變形等，這對於用戶來說，最為直接的感受則是：振動增加、各類液體的滲漏。因此適應性試驗也是各大車企高溫試驗項目中很重要的部分，只要這方面的工作做得紮實了，才能保證一輛車在各種惡劣環境下穩定工作。
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■ 能量管理策略標定：它是真正協調車輛上電驅、電池與增程器的工作的大腦
簡單聊完了熱管理試驗和適應性試驗後，接下來我們再來延伸說說能量管理策略在高溫測試環境下需要做哪些工作，這部分相對前面提到的各種看得見、摸得著的實驗項目不同，能量管理策略的標定，就好比訓練車輛，讓它能有一個大腦可以在高溫環境下管理車上的各部件。
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驅動能量來源有兩個，且是前後雙電機四驅。而且增程發電系統還可以為電池充電，制動能量回收系統也能為電池充電，所以能源如何流轉是一個複雜的系統化工程，既要做到高效，且又要保證用戶無感，因此需要開發智能的VCU能量管理策略。主要的實驗項目包括：發動機啟動，包括高溫和高原的冷啟動、重複啟動；目的是測試發動機在高溫和高原環境下的啟動情況，保證發動機在啟動過程中一次成功，同時啟動過程平順。
駕駛層面則包括各個穩定車速、急加速急減速、坡路等。目的是測試整車純電行駛過程中增程器啟動後的駕駛平順性，包括穩定車速下、急加速急減速工況下、上下坡工況下的駕駛特性。保證測試過程中不能出現例如抖動、闖動、挫車等問題發生。同時能量回收實驗，目的是測試整車不同模式下的能量回收，保證整車經濟性。
同時電機電池過溫保護實驗，目的是測試高溫環境下電機、電池過溫工況，保證測試極限工況下，電機和電池不能出現過溫，避免其損壞。最後還要測試車輛在不同駕駛模式的加速性實驗，目的是測試經濟模式、正常駕駛模式、運動模式下的加速情況，保證各種模式下，都能有對應的表現，說白了就是經濟模式以經濟為主，正常模式符合大多數用戶的駕駛習慣，運動模式提供超強的動力駕駛感受。
VCU相當於整車的「大腦」，同時也是控制驅動系統能量流轉的中樞，由於增程電動車輛的能源來源很多（電池、增程發電系統、制動能量回收），能源輸出的方向也很多（前後雙電機四驅、電池充電），所以控制能量如何更合理地輸入輸出，讓用戶做到「省心、無感、流暢的體驗」，就需要工程師們在不同的極端工況下做大量的標定和試驗，從而讓這個「大腦」能有足夠的知識儲備，來面對未來車主在日常使用中可能碰到的場景。而上述的場景不僅要在高溫下測試，也要在高原、高溼、高寒的極端場景下驗證。同時，作為一款電動車，它擁有比傳統燃油車更強大的OTA能力（OTA英文全稱:Over the Air Technology，空中下載技術，可以暫且理解為遠程在線更新），它能升級的不僅僅是車載多媒體系統、電器設備控制邏輯等，如果有必要也能對車輛的能源管理系統甚至動力輸出、回收特性以及制動性能等進行系統軟體更新，實現功能上的優化。
■ 簡單駕駛感受分享
■ 對於理想智造ONE的更多思考與求知慾
行文至此，見證高溫測試的環節也就基本告一段落了。當然，我也知道屏幕前的各位，對於這款全新車型的想要了解的還有很多很多。比如，它選用哪款發動機作為車輛增程器？作為一個新興車企，且又是採用增程電動的技術，這款發動機排量多少、是如何標定的？又比如，它的電池、發動機等系統的熱管理系統是如何設計的，能否把發動機的熱量有效的利用起來？再比如這款車型的電池容量到底多大？純電續航裡程具體多少公裡等？對於這些問題，我們也同樣有著強烈的求知慾。那就讓我們先帶著這些疑問，等待10月18日新車發布會的正式到來，屆時我們也將為大家做詳細解答。
全文總結：
跟其它新勢力相比，車和家發布的首款沒有裡程焦慮的智能電動車——理想智造ONE，可以說是這個新興行業中的一個清流，在如今以純電動車為主要發展模式的新能源浪潮中，理想智造ONE從產品技術本身入手，採用自帶「充電寶」的形式，徹底解決了如今很多消費者對純電動車在續航裡程上的焦慮，讓車主的用車半徑和心情不再需要被續航所牽絆。同時它也給我們帶來了新的視野與思考，在讓消費者擁有純電動車的寧靜、暢順的駕乘體驗的同時，超700公裡的NEDC綜合續航裡程又可以讓出行效率與傳統燃油車保持一致。所以說「沒有裡程焦慮」這六個字是真正從如今廣大電動車主的痛點著手。
因此，我們也十分期待在未來能早日體驗到它的量產版產品。10月18日，也就是下周，理想智造ONE將正式發布，屆時汽車之家也將第一時間為大家帶來實車的更多報導，敬請期待。同時還有一個好消息就是，首批車輛將在2019年的第四季度的秋冬交替之際實現交付。（文/汽車之家 盛元珺）
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