相較於三缸發動機的NVH,雙缸增程器能否有更多的優勢?

2019-12-18     電驅時代

對於增程式混動系統,因為理想ONE的上市,想必大家都不會陌生。但我們今天聊的不是理想ONE(之前的文章已經講解過了),而是一台1.0L排量的雙缸發動機增程式混動系統。雖然同為「增程式」,但在結構優勢上,這台1.0L雙缸發動機已經勝於理想ONE的那台1.2T三缸發動機。可見實力不容忽視,那來自奧地利OBRIST Powertrain口中所謂的無振動發動機和混動系統到底是何方神聖呢?今天就讓我們帶著3個問題來讀懂它。


1、OBRIST Powertrain是什麼?




OBRIST Powertrain是來自奧地利的一家科技公司,成立於2011年,OBRIST Powertrain起源於1996年成立的OBRIST Engineering。OBRIST Powertrain專注於研發混合動力系統以及純電動汽車的核心部件。在熱管理技術上的本領也是槓槓的,可能公司名字對大家來說不是那麼的熟悉,但說起奔馳、寶馬、特斯拉,大家可能會對這家公司有不一樣的看法。



對!奔馳、寶馬、特斯拉都是OBRIST的「常客」。特斯拉所有車型上的壓縮機技術都來自於OBRIST,寶馬的新能源車型i8、i3的壓縮機技術都是由OBRIST提供的,OBRIST研發出的世界上首個二氧化碳壓縮機就搭載在了奔馳S級的Coupe車型上。



但OBRIST Powertrain不止服務於這三家車企,奧迪、保時捷、通用、吉利等等也同樣是其服務對象。可見OBRIST在汽車技術方面的實力確實是不容小覷。



在對全球的新能源市場以及技術做了大量的系統性調研和分析後,OBRIST Powertrain最終認為,混合動力技術在未來還會擁有很長的生命周期。所以,OBRIST Powertrain將目光轉向了增程混動領域,隨著近幾年對其不斷地研究,OBRISTPowertrain已經在增程混動領域有了一定的核心基礎,所謂的核心基礎就是:增程器、鋰電池以及相應的控制軟體。


2、用無振動發動機作為增程器?



OBRIST Powertrain在談論增程技術時,對理想ONE表示了十分的認可,同時也十分佩服理想ONE在國內增程混動領域所做出的勇氣,不過OBRIST Powertrain認為在增程器方面,他們研發的雙缸發動機相較於NVH不太容易控制的三缸發動機(理想ONE的1.2T三缸發動機)來說,會有更多的優勢。

確實,由於三缸發動機的特性,活塞運動中產生的慣量是無法抵消的,當活塞每上下運動一次,就會使發動機產生一上一下兩次振動,所以發動機的振動頻率和發動機的轉數有關。

這裡講一下當發動機的振動頻率和轉速頻率相同的時候稱為一階振動, 同理,二階、三階、四階振動就是頻率是發動機轉速2倍、3倍、4倍的振動。

而對於偶數缸數的發動機,發動機的活塞在做功時會呈現對稱式運動,因此就能抵消活塞運轉中產生的對向慣量。但目前傳統的兩缸發動機雖是偶數氣缸數,但也存在著點火共振的情況,很容易產生振動,市面上大多數摩托車使用的是雙缸發動機。

雙缸發動機的曲軸有兩種不同的布局:同步和異步。一般情況下,同步就是兩個氣缸同時上下運動,而異步就是一上一下的進行運動。同步雙缸因為其做功較為均勻且產生的扭振較小。所以運用的比較多。

通過對多種布局的對比,OBRIST Powertrain研發出了對旋轉雙曲軸兩缸發動機,說是一台發動機,其實也就是一台增程器,OBRIST Powertrain工程師通過研究發現,採用對旋轉雙曲軸的構造可以達到重量平衡的最優化以及更好的克服振動。

這台增程器排量為1.0L,最大54馬力,從結構圖中我們可以看出:增程器中兩個曲軸是對向旋轉的,採用單氣門形式的配氣結構,配合上進氣歧管噴射的燃油噴射方式,很大程度上降低了NO及顆粒物排放等問題。



曲軸旋轉通過靜音鏈條的方式直接將動力傳遞給左右兩側的發電機,這種方法提高了傳動效率,也使得發電機在工作的時候幾乎不產生振動。這套系統同時包含了逆變器、油箱,這種集成化的設計大大減少了整個系統的體積和重量(整套系統重量95kg)。


OBRIST Powertrain的這台增程器有基本版以及高性能版兩個版本。高性能版就是在基本版的基礎上通過增加逆變器和渦輪增壓器,使得輸出功率得以提升。


3、OBRIST Powertrain的電池包技術怎麼樣?

何為電池包技術?

電池包是保障電池功能性的重要技術,一般由蓄電池模塊或單體電池以及相應的電子元件組成,蓄電池包裝載在一個有電子和熱控制的箱體內,包括電池的管理及熱管理系統,它們之間能相互作用,保護電池有效正常運轉。



在熱管理和封裝技術方面,OBRIST Powertrain有著先天的技術性優勢。首先就是在電池溫控的精確度方面,OBRIST Powertrain的工程師坦言可以做到對Pack中的每個部分的電芯溫度進行具體度數的控制,從而保證不會出現電池局部過熱或者整體溫度過高的情況出現。


OBRIST Powertrain的電池包支持18650和21700的電芯,目前供應商為LG。電芯組周圍由兩片鋼板進行包裹,中間有一片鋼板分隔開,整個電芯組由100串16並進行配置(用3000mAh的18650電池),在通過雷射焊接工藝對其進行封裝,然後再加裝絕緣材料、雲母板以及集成的電池管理系統等。


OBRIST Powertrain的電池包支持18650和21700的電芯,目前供應商為LG。電芯組周圍由兩片鋼板進行包裹,中間有一片鋼板分隔開,整個電芯組由100串16並進行配置(用3000mAh的18650電池),在通過雷射焊接工藝對其進行封裝,然後再加裝絕緣材料、雲母板以及集成的電池管理系統等。


最後通過抽真空產生負壓的方式將裡面的電池模組進行固定,在完成了所以的硬體安裝之後,最終還會包裹一層外殼,這層外殼內部設計空氣管道或者冷媒通道,以此構建整個散熱系統。


通過以上的三個問題,我想大家已經對OBRIST Powertrain的無振動發動機和混動系統有了一定的了解,可見OBRIST Powertrain對自家的增程式混動系統可謂是信心滿滿,雖然在歐洲已經改裝了多台使用自家系統的工程車用為實驗,且已經取得了頗為不錯的成績,但OBRIST Powertrain的技術能否獲得車企的親眛,我相信還有一段路要走。


對於增程式混動系統,因為理想ONE的上市,想必大家都不會陌生。但我們今天聊的不是理想ONE(之前的文章已經講解過了),而是一台1.0L排量的雙缸發動機增程式混動系統。雖然同為「增程式」,但在結構優勢上,這台1.0L雙缸發動機已經勝於理想ONE的那台1.2T三缸發動機。可見實力不容忽視,那來自奧地利OBRIST Powertrain口中所謂的無振動發動機和混動系統到底是何方神聖呢?今天就讓我們帶著3個問題來讀懂它。


1、OBRIST Powertrain是什麼?




OBRIST Powertrain是來自奧地利的一家科技公司,成立於2011年,OBRIST Powertrain起源於1996年成立的OBRIST Engineering。OBRIST Powertrain專注於研發混合動力系統以及純電動汽車的核心部件。在熱管理技術上的本領也是槓槓的,可能公司名字對大家來說不是那麼的熟悉,但說起奔馳、寶馬、特斯拉,大家可能會對這家公司有不一樣的看法。



對!奔馳、寶馬、特斯拉都是OBRIST的「常客」。特斯拉所有車型上的壓縮機技術都來自於OBRIST,寶馬的新能源車型i8、i3的壓縮機技術都是由OBRIST提供的,OBRIST研發出的世界上首個二氧化碳壓縮機就搭載在了奔馳S級的Coupe車型上。



但OBRIST Powertrain不止服務於這三家車企,奧迪、保時捷、通用、吉利等等也同樣是其服務對象。可見OBRIST在汽車技術方面的實力確實是不容小覷。



在對全球的新能源市場以及技術做了大量的系統性調研和分析後,OBRIST Powertrain最終認為,混合動力技術在未來還會擁有很長的生命周期。所以,OBRIST Powertrain將目光轉向了增程混動領域,隨著近幾年對其不斷地研究,OBRISTPowertrain已經在增程混動領域有了一定的核心基礎,所謂的核心基礎就是:增程器、鋰電池以及相應的控制軟體。


2、用無振動發動機作為增程器?



OBRIST Powertrain在談論增程技術時,對理想ONE表示了十分的認可,同時也十分佩服理想ONE在國內增程混動領域所做出的勇氣,不過OBRIST Powertrain認為在增程器方面,他們研發的雙缸發動機相較於NVH不太容易控制的三缸發動機(理想ONE的1.2T三缸發動機)來說,會有更多的優勢。

確實,由於三缸發動機的特性,活塞運動中產生的慣量是無法抵消的,當活塞每上下運動一次,就會使發動機產生一上一下兩次振動,所以發動機的振動頻率和發動機的轉數有關。

這裡講一下當發動機的振動頻率和轉速頻率相同的時候稱為一階振動, 同理,二階、三階、四階振動就是頻率是發動機轉速2倍、3倍、4倍的振動。

而對於偶數缸數的發動機,發動機的活塞在做功時會呈現對稱式運動,因此就能抵消活塞運轉中產生的對向慣量。但目前傳統的兩缸發動機雖是偶數氣缸數,但也存在著點火共振的情況,很容易產生振動,市面上大多數摩托車使用的是雙缸發動機。

雙缸發動機的曲軸有兩種不同的布局:同步和異步。一般情況下,同步就是兩個氣缸同時上下運動,而異步就是一上一下的進行運動。同步雙缸因為其做功較為均勻且產生的扭振較小。所以運用的比較多。

通過對多種布局的對比,OBRIST Powertrain研發出了對旋轉雙曲軸兩缸發動機,說是一台發動機,其實也就是一台增程器,OBRIST Powertrain工程師通過研究發現,採用對旋轉雙曲軸的構造可以達到重量平衡的最優化以及更好的克服振動。

這台增程器排量為1.0L,最大54馬力,從結構圖中我們可以看出:增程器中兩個曲軸是對向旋轉的,採用單氣門形式的配氣結構,配合上進氣歧管噴射的燃油噴射方式,很大程度上降低了NO及顆粒物排放等問題。



曲軸旋轉通過靜音鏈條的方式直接將動力傳遞給左右兩側的發電機,這種方法提高了傳動效率,也使得發電機在工作的時候幾乎不產生振動。這套系統同時包含了逆變器、油箱,這種集成化的設計大大減少了整個系統的體積和重量(整套系統重量95kg)。


OBRIST Powertrain的這台增程器有基本版以及高性能版兩個版本。高性能版就是在基本版的基礎上通過增加逆變器和渦輪增壓器,使得輸出功率得以提升。


3、OBRIST Powertrain的電池包技術怎麼樣?

何為電池包技術?

電池包是保障電池功能性的重要技術,一般由蓄電池模塊或單體電池以及相應的電子元件組成,蓄電池包裝載在一個有電子和熱控制的箱體內,包括電池的管理及熱管理系統,它們之間能相互作用,保護電池有效正常運轉。



在熱管理和封裝技術方面,OBRIST Powertrain有著先天的技術性優勢。首先就是在電池溫控的精確度方面,OBRIST Powertrain的工程師坦言可以做到對Pack中的每個部分的電芯溫度進行具體度數的控制,從而保證不會出現電池局部過熱或者整體溫度過高的情況出現。


OBRIST Powertrain的電池包支持18650和21700的電芯,目前供應商為LG。電芯組周圍由兩片鋼板進行包裹,中間有一片鋼板分隔開,整個電芯組由100串16並進行配置(用3000mAh的18650電池),在通過雷射焊接工藝對其進行封裝,然後再加裝絕緣材料、雲母板以及集成的電池管理系統等。


OBRIST Powertrain的電池包支持18650和21700的電芯,目前供應商為LG。電芯組周圍由兩片鋼板進行包裹,中間有一片鋼板分隔開,整個電芯組由100串16並進行配置(用3000mAh的18650電池),在通過雷射焊接工藝對其進行封裝,然後再加裝絕緣材料、雲母板以及集成的電池管理系統等。


最後通過抽真空產生負壓的方式將裡面的電池模組進行固定,在完成了所以的硬體安裝之後,最終還會包裹一層外殼,這層外殼內部設計空氣管道或者冷媒通道,以此構建整個散熱系統。


通過以上的三個問題,我想大家已經對OBRIST Powertrain的無振動發動機和混動系統有了一定的了解,可見OBRIST Powertrain對自家的增程式混動系統可謂是信心滿滿,雖然在歐洲已經改裝了多台使用自家系統的工程車用為實驗,且已經取得了頗為不錯的成績,但OBRIST Powertrain的技術能否獲得車企的親眛,我相信還有一段路要走。


文章來源: https://twgreatdaily.com/KamJFW8BMH2_cNUgl41J.html