重新定義電動車！可能嗎？

從能源需求匹配角度出發(fā)，重新規(guī)劃電動車構(gòu)架使得電動不再需要充電樁，外置增程系統(tǒng)使得電動車不在有里程焦慮。48V低電壓等級、四驅(qū)和多電機(jī)多電源冗余確保了乘用車的安全。

圖 1 車輛能量需求，能量變換能力示意圖

從圖1知道車輛能量需求是變動的，其瞬時(shí)值有正有負(fù)。車輛的能量變換能力也是變動的，波動非常劇烈。速度是能源供給和能量變換能力共同作用的結(jié)果。由推進(jìn)功率曲線圖知道能量制動饋能甚至?xí)日麄€車輛輸出功率大。比如高速下陡坡急剎車的情況下。

基于上面的情況，可以得到一個認(rèn)識。電驅(qū)動車輛的最佳能源利用方式是能源處理能力跟能源需求匹配。

車輛的能源處理能力最主要的指標(biāo)是功率，性能較好的車輛其能源處理能力通常是能源需求的十倍左右。如平均功率10KW，而車載功率通常會是100KW以上。、

48V電驅(qū)系統(tǒng)當(dāng)前主要用于輕混或超微型車輛。從能源利用角度來說。48V電驅(qū)系統(tǒng)通常單電機(jī)驅(qū)動長時(shí)間的功率15KW以內(nèi)。雙軸驅(qū)動功率30KW以內(nèi)。也就是說起在不考慮因速度瞬時(shí)大幅波動的提速制度能源需求的情況下。48V電驅(qū)系統(tǒng)能夠滿足所有乘用車的需求。

如果讓48V電驅(qū)系統(tǒng)作為主要能源供給方式。可以通過提升48V系統(tǒng)的效率，如提升驅(qū)動器效率，電機(jī)效率，傳動效率等等。在車輛行駛過程中，如果48V驅(qū)動系統(tǒng)的整體效率非常高。而整個車輛能源大部分都是48V電驅(qū)系統(tǒng)提供的（在制動饋能足夠情況下，可100％由48V系統(tǒng)提供），這樣就保證了整車能源利用效率非常高。而48V系統(tǒng)成本較高壓要低一些，其提高效率的成本同樣也會很低。

以48V電驅(qū)系統(tǒng)為主動力能源，車輛的能源變換能力可能要更大一些。此外電驅(qū)動系統(tǒng)的控制會更復(fù)雜（速度控制），電機(jī)出力如何匹配四輪摩擦力（即力矩分配控制），車輛在特殊路況如沙礫路段，山路等等又該如何調(diào)整。延伸出來的問題非常多，甚至無解。上面的問題都在學(xué)習(xí)中，部分已經(jīng)有了解決的方法并寫出了。本文限于篇幅，只討論能源變換能力。

圖2的構(gòu)架還可以存在多種版本，比如單軸雙電機(jī)，雙電壓等級。單軸單電機(jī)雙電壓等級。雙軸四驅(qū)四電機(jī)雙電壓等級。圖2只是典型構(gòu)架。對于大型電動車而言，集中加速牽引驅(qū)動，分軸巡航驅(qū)動會是最好的方式。比如重卡采用這樣的形式其操控性更好，并能組成公路高鐵，減少司機(jī)數(shù)量。

更多的人會關(guān)心這樣配置的電動車成本是多少？從原材料角度來說，原材料并沒有增加。從加工過程工藝來說，其區(qū)分開工況更適合加工制造出性能更好的產(chǎn)品。故這樣配置的電動車不會比當(dāng)前同樣規(guī)格電動車貴太多。

車輛的能源處理能力體現(xiàn)在多個地方，最主要的是電力電子、電池和電機(jī)。其中電力電子即驅(qū)動器是核心。是能源變換的十字路口。電池是能源的車庫。電動機(jī)是能源的生產(chǎn)和消耗終端。下面以一輛130KW驅(qū)動功率的電動車來說明如何利用車輛能源的處理能力。

130KW驅(qū)動功率是市場主力車輛配置。比如傳祺GS4 PHEV，H6汽油版等等。如果我們將130KW拆分成100KW＋15KW＋15KW。其中兩15KW是前后輪軸驅(qū)動，是48V電驅(qū)系統(tǒng)。100KW是一個發(fā)電電動機(jī)＋520V直流電池組＋100KW可逆驅(qū)動器。100KW電動機(jī)是一個三相380V三相感應(yīng)永磁同步電動機(jī)，配有一個可逆驅(qū)動器。該驅(qū)動器是可逆的。也就是說可以通過外接一個380V50Hz三相電源，對48V電池，及520V直流電池組以100KW（或低于）的功率充電。相當(dāng)于有一個車載快速充電樁。520V直流電池組是由超級電容或者充放電倍率超過10C的電池組構(gòu)成。如圖2所示。

圖 2 新構(gòu)架的48V系統(tǒng)。三電機(jī)兩套電壓等級

圖2新結(jié)構(gòu)的電動化車輛帶來兩個非常強(qiáng)大的改變。

第一個改變：可以讓發(fā)展電動車脫離充電樁的束縛。人們在使用燃油車形成了一個習(xí)慣，補(bǔ)能只能去加油站。讓人覺得電動充電必須有充電站，而實(shí)際上，電能無處不在有電就可以充電，不需要充電樁。

第二個改變是，100KW發(fā)電電動機(jī)可以作為增程系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，在不增加成本的情況下，可以讓純電動車成為增程車，只需要租用一個小功率發(fā)動機(jī)的增程系統(tǒng)。如一個以甲醇為燃料的10KWe增程系統(tǒng)。如果車輛百公里耗電15KWH。那么純電300公里＋一個10KWe增程系統(tǒng)可以保證出行需求了，此外停車休息的時(shí)候，在有電的地方快速充電。這也基本解決了里程焦慮。

圖2 只是一個設(shè)想中的雛形，如果這樣的方法行得通。那么可以說重新定義了電動車。

要完善這樣的結(jié)構(gòu)。我可能需要另外的三年時(shí)間去證明。三年前考慮購買通勤用的汽車，順便了解一下汽車的結(jié)構(gòu)。三年過去了，汽車沒買到卻寫了超過20萬字的文章去敘述一種不一定客觀存在的東西。這三年一直犯了一個很大的錯誤。即所有做的事情都是努力去實(shí)現(xiàn)和證明：最初的設(shè)想是對。而不是尋求更加正確的方式。

在最近的學(xué)習(xí)到的48V電驅(qū)系統(tǒng)的中，覺得當(dāng)前對48V系統(tǒng)的認(rèn)識是存在錯誤，使用也是錯誤。

錯誤認(rèn)識有：48V系統(tǒng)只適合輕混（油氣電動化車輛是吃力不討好的，除非能夠大幅節(jié)油）。

48V系統(tǒng)成本低（市面上帶48V系統(tǒng)售價(jià)通常比相同配置燃油車高2萬，這已經(jīng)不低了）。

48V系統(tǒng)沒有高壓系統(tǒng)先進(jìn)。（在電能的使用中，從來沒有哪一種電壓等級是先進(jìn)的，匹配最重要。）

48V系統(tǒng)采用大電流。（電流電壓的選擇都是工程問題，綜合考慮選擇合理區(qū)間。而非一味追求單一性能，大功率不適合48V。48V最大優(yōu)勢是安全）

48V電驅(qū)系統(tǒng)效率低。（效率同樣是工況匹配的問題，而非原理性的）

這里并不是為了標(biāo)新立異，而是為了解決現(xiàn)實(shí)中存在的一些問題。利用另外一個角度來看問題，會解決一些問題并帶出新的問題。

本文中講述的新思路很可能重新定義電動車的雛形結(jié)構(gòu)帶來的新問題遠(yuǎn)比解決的問題要多。

后續(xù)的文章中，我們逐一梳理，并尋求合理的解決方法。