進(jìn)入2024年，中國(guó)車市此起彼伏的價(jià)格戰(zhàn)烽煙不息，但相比卷價(jià)格帶來(lái)的不確定性，有些車企更愿意來(lái)“卷技術(shù)”，為用戶創(chuàng)造更多價(jià)值。在國(guó)內(nèi)插電混動(dòng)領(lǐng)域，P1+P3雙電機(jī)架構(gòu)是目前最受認(rèn)可、最主流的動(dòng)力形式，長(zhǎng)安啟源最新發(fā)布的新藍(lán)鯨動(dòng)力數(shù)智AI電驅(qū)2.0，定位“雙生電混”，真香進(jìn)化，越用越優(yōu)，就是P1+P3領(lǐng)域的最新力作。那么它到底“真香”在哪兒？4月8日，長(zhǎng)安啟源新藍(lán)鯨動(dòng)力數(shù)智AI電驅(qū)2.0技術(shù)體驗(yàn)日的直播活動(dòng)中，筆者和長(zhǎng)安啟源數(shù)智AI電驅(qū)項(xiàng)目總監(jiān)劉繼偉工程師，進(jìn)行了深入的交流。本文就來(lái)做一個(gè)深入解析，這套數(shù)智AI電驅(qū)2.0相比同級(jí)競(jìng)品，有哪些技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新之處？對(duì)P1+P3電驅(qū)總成的發(fā)展，啟發(fā)和引領(lǐng)了怎樣的趨勢(shì)？
“雙生電混”可插混可增程，是怎么實(shí)現(xiàn)的？
當(dāng)別人在卷價(jià)格，長(zhǎng)安啟源開始卷技術(shù)。這次數(shù)智AI電驅(qū)2.0，一個(gè)顯著升級(jí)就是引入了“雙生電混”，實(shí)現(xiàn)了可插混、可增程。插混和增程哪種技術(shù)更先進(jìn)？一直爭(zhēng)論不休。但這次數(shù)智AI電驅(qū)2.0讓年輕人不再糾結(jié)，不做選擇題，一臺(tái)車全都要。
主流P1+P3一般低速用增程（例如DMi設(shè)定為70公里/小時(shí)以下），到中高速發(fā)動(dòng)機(jī)介入直驅(qū)，也就是插混模式，但用戶無(wú)法自主選擇。這種車企自定義規(guī)則，并不能完全滿足用戶需求。例如電池饋電下，當(dāng)遇到急加速或爬坡等高功率需求時(shí)，即使車速并不快，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)介入直驅(qū)，破壞了“電感”，帶來(lái)了噪音和震動(dòng)。而從用戶使用習(xí)慣來(lái)看，對(duì)插混車追求的是全程輪端電驅(qū)，是“發(fā)動(dòng)機(jī)越少介入直驅(qū)越好”、開起來(lái)“越像一臺(tái)電車越好”。
所以，這次搭載在長(zhǎng)安啟源A05和Q05上的數(shù)智AI電驅(qū)2.0，一車兼具兩種混動(dòng)形態(tài)，將插混還是增程的選擇權(quán)，交給了用戶，也讓整車的“電感”更強(qiáng)。那么它是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？
我們先來(lái)看硬件。數(shù)智AI電驅(qū)2.0這套高集成且設(shè)計(jì)精妙的硬件，為其“雙生電混”奠定了基礎(chǔ)。為了說(shuō)清楚，我們先來(lái)看行業(yè)里其他P1+P3電驅(qū)采用的做法，以DMi為例，它采用的是平行軸布局，P1電機(jī)、P3電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)三根軸，再加一個(gè)中間軸，4軸8齒平行排列（不算差速器軸）。如下圖所示。
DMi它為何無(wú)法實(shí)現(xiàn)全速域的強(qiáng)制增程呢？我們能看到，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)耦合器軸和P1電機(jī)通過(guò)固定齒比連接（大概1.8:1），但發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的轉(zhuǎn)速區(qū)間相差很大（發(fā)動(dòng)機(jī)上限五六千轉(zhuǎn)，電機(jī)動(dòng)輒一兩萬(wàn)轉(zhuǎn)），發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低限制了P1電機(jī)的轉(zhuǎn)速，加上P1電機(jī)采用了普通的4對(duì)極設(shè)計(jì)，所以P1電機(jī)轉(zhuǎn)速上不去，限制了功率輸出和發(fā)電能力。如果要讓P1電機(jī)上到1萬(wàn)轉(zhuǎn)，意味著發(fā)動(dòng)機(jī)要上到五六千轉(zhuǎn)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)又不經(jīng)濟(jì)。所以中高速區(qū)間，DMi通過(guò)耦合器將發(fā)動(dòng)機(jī)直連中間軸和差速器進(jìn)行直驅(qū)，同時(shí)再驅(qū)動(dòng)P1電機(jī)。對(duì)DMi來(lái)說(shuō)這是最高效的選擇，但也決定了發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法全心全意伺候P1電機(jī)，實(shí)現(xiàn)覆蓋全速域的強(qiáng)制增程。究其根本，P1電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速差使其無(wú)法充分發(fā)揮性能潛力，被限制了發(fā)電能力。
那么長(zhǎng)安啟源的數(shù)智AI電驅(qū)2.0，如何實(shí)現(xiàn)全速域增程呢？從硬件結(jié)構(gòu)看，它采用了發(fā)動(dòng)機(jī)、P1發(fā)電機(jī)、P3動(dòng)力電機(jī)同軸向的串聯(lián)布局，相比DMi，這套電驅(qū)總成的軸向尺寸相當(dāng)，但寬度和高度都大幅降低。
第二，傳動(dòng)系也更精簡(jiǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸直連P1電機(jī)轉(zhuǎn)子，組成一根軸，P3電機(jī)一根軸，再加一根中間軸，（不算差速器）總計(jì)3軸6齒，整個(gè)電驅(qū)總成重量也比競(jìng)品減輕了三四十公斤，只需110公斤。
第三，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和P1電機(jī)轉(zhuǎn)子直連，同時(shí)非常巧妙地將液壓離合器裝進(jìn)了P1電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)，離合器耦合，發(fā)動(dòng)機(jī)直連輪端（同時(shí)也連接P1電機(jī)轉(zhuǎn)子），可同步驅(qū)輪端和P1電機(jī)，實(shí)現(xiàn)插混模式。離合器斷開，曲軸則只連接轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)入增程狀態(tài)。
第四，為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和P1電機(jī)轉(zhuǎn)速同步，P1電機(jī)采用8層12對(duì)極的設(shè)計(jì)，在6500轉(zhuǎn)就能輸出1300Hz的頻率（相當(dāng)于4對(duì)極電機(jī)19500轉(zhuǎn)才能輸出的頻率，頻率越高等于轉(zhuǎn)速和功率越高），從而讓P1電機(jī)充分發(fā)揮性能潛力，同時(shí)工作區(qū)間和發(fā)動(dòng)機(jī)基本一致，無(wú)需高轉(zhuǎn)速也可高功率輸出，此外同軸設(shè)計(jì)也減少了齒輪損失。這是其被官方稱為“專用發(fā)電機(jī)”的原因所在。例如我在饋電下，曾用強(qiáng)制增程模式在高速上開出150公里/小時(shí)以上的時(shí)速，證明了這套P1電機(jī)的發(fā)電可靠性。
當(dāng)然，也得益于它的P1電機(jī)采用8層扁線繞組、峰值100kW，P3電機(jī)采用10層扁線繞組，峰值158KW的大功率設(shè)定。看起來(lái)更扁、直徑更大的電機(jī)定子，縮短了軸向長(zhǎng)度，不僅槽滿率高、功率密度大，同時(shí)不難理解，相同轉(zhuǎn)速下因?yàn)榱Ρ鄹L(zhǎng)，可輸出更大扭矩和功率。
工藝難度更高、功率密度更大的P1和P3電機(jī)，縮短了軸向長(zhǎng)度，才能讓電驅(qū)總成實(shí)現(xiàn)串聯(lián)布局，才能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和P1電機(jī)轉(zhuǎn)子的同軸集成（而不像DMi那樣需要一個(gè)大尺寸耦合器來(lái)連接）。再加上12對(duì)極的定子設(shè)計(jì)，才能讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和P1電機(jī)同步，實(shí)現(xiàn)增程模式對(duì)全速域的覆蓋。如此一環(huán)套一環(huán)的精妙設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了工程師的天才巧思。
當(dāng)然，要根據(jù)行駛中的動(dòng)態(tài)變化，精確控制調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，控制器的強(qiáng)大算力至關(guān)重要。這套數(shù)智AI電驅(qū)2.0采用了TC380的四核高算力MCU芯片，每核算力300兆赫茲，相比競(jìng)品兩顆單核芯片的配置，算力提高了至少50%。此外，控制器心臟中的心臟——IGBT功率模塊，也是長(zhǎng)安自行設(shè)計(jì)開發(fā)。
就像燃油時(shí)代，要把發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱這些核心技術(shù)掌握在自己手里一樣，進(jìn)入電氣時(shí)代，從電機(jī)到電控都是長(zhǎng)安自行設(shè)計(jì)開發(fā)，匹配度、可靠性以及成本才能做到最優(yōu)。這也是傳統(tǒng)車企和一些造車新勢(shì)力的根本區(qū)別。
AI賦能，才能保證越用越優(yōu)
數(shù)智AI電驅(qū)2.0版本能實(shí)現(xiàn)插混、增程兩種模式隨意切換，除了硬件基礎(chǔ)，也是能量管理策略進(jìn)化的結(jié)果。
目前插混車的能量管理策略，初級(jí)階段是基于規(guī)則，更高級(jí)階段是基于算法優(yōu)化。所謂“基于規(guī)則”，指的是工程師根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及零部件特性，設(shè)計(jì)一個(gè)直觀、清晰的動(dòng)力分配規(guī)則（例如70公里/小時(shí)以上時(shí)速發(fā)動(dòng)機(jī)介入直驅(qū)，電池SOC降到25%或20%開始強(qiáng)制轉(zhuǎn)入混動(dòng)模式），參考就是電池SOC和整車功率需求等幾個(gè)變量，其好處是規(guī)則固定，開發(fā)難度小，但壞處是無(wú)法在所有工況下都做到效率和安全最優(yōu)，且規(guī)則一旦確定很難更改，動(dòng)力模式也比較單一。例如DMi的動(dòng)力模式和能量管理規(guī)則，今天和兩三年前幾乎沒(méi)有大的變化。
長(zhǎng)安啟源的數(shù)智AI電驅(qū)2.0，名字里加入了“AI”，代表著它摒棄了基于規(guī)則的算法，而是采用了更高階的、基于算法優(yōu)化的能量管理策略。首先，它參考的變量增多了，從簡(jiǎn)單的幾個(gè)變量值，擴(kuò)展到了包括導(dǎo)航信息、油門開度、剎車、速度、溫度、車身俯仰角、傳動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩等500多類數(shù)據(jù)，依托算法建立起一個(gè)數(shù)據(jù)大模型，在動(dòng)態(tài)行駛中實(shí)時(shí)計(jì)算，實(shí)時(shí)給出最優(yōu)解。同時(shí)依托用戶數(shù)據(jù)的積累，可以不斷自我完善進(jìn)化，給用戶千人千面的駕駛體驗(yàn)。其次，它在軟件控制上，將整車PCU、ECU、DPEU、IBCU、BMS、TMS、BDC七類控制器聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了整車級(jí)的協(xié)同控制。
體現(xiàn)在用戶體驗(yàn)上，這次升級(jí)的“雙生電混”可插混可增程兩種動(dòng)力模式，就是算法升級(jí)的結(jié)果。A05與Q05的老車主也可以通過(guò)OTA升級(jí)獲得。在大模型算法加持下，數(shù)智AI電驅(qū)2.0為用戶精細(xì)化了10大場(chǎng)景：例如，高速行車，混動(dòng)模式能耗低動(dòng)力好。城市通勤，增程模式，電感足舒適性高。此外，還提供了山地模式和長(zhǎng)途模式，山地模式下油和電可以削峰填谷，精準(zhǔn)互補(bǔ)，饋電下降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約500轉(zhuǎn)，能耗低于競(jìng)品10%。長(zhǎng)途模式則自動(dòng)高速用油，低速用電（上下高速和服務(wù)區(qū)時(shí)），能耗最優(yōu)的同時(shí)維持電量充足。戶外露營(yíng)時(shí)，提供原地駐車充電以及外放電。在下班途中如果發(fā)現(xiàn)快要沒(méi)電了，但是一滴油都不想用，還可開啟“強(qiáng)制純電”，用純電多跑10-15公里。而在北方冬季低溫條件下，電車經(jīng)常出現(xiàn)放一夜電池就饋電的情況，A-ECMS能根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，在通知車主并獲得允許的情況下，自動(dòng)啟動(dòng)車輛給電池加溫，保證第二天的正常使用。再例如，A-ECMS能量算法，能結(jié)合導(dǎo)航信息，智能規(guī)劃路線，保證通暢路段用油，低速擁堵路段用電，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力安全和經(jīng)濟(jì)性的兼顧。
此外，智能控制的范疇不僅局限于能耗，甚至還能帶來(lái)更好的駕駛體驗(yàn)。其全球首創(chuàng)的iEM高階智慧動(dòng)力控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)“加速度”的閉環(huán)控制和扭矩補(bǔ)償?shù)姆绞剑瑴p少了油門和剎車的操作頻率（讓油門變化率減少70%，制動(dòng)頻次下降60%）。舉個(gè)例子，當(dāng)你從平路開到山路上，一般人的反應(yīng)是加大油門開度，以保持足夠的爬坡動(dòng)力。而iEM算法會(huì)識(shí)別工況、路況和車身狀態(tài)，自動(dòng)提供扭矩補(bǔ)償，不用加大油門，讓車輛依然保持恒定的加速度行駛。舉個(gè)本人親身感受的例子，在iEM的作用下，我曾在高速上的一個(gè)長(zhǎng)下坡路段（大概5%坡度），車輛保持98公里/小時(shí)的時(shí)速行駛了大約十幾分鐘，期間我沒(méi)踩油門和剎車，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)都幾乎處于停機(jī)狀態(tài)且沒(méi)有能量回收，類似于手動(dòng)擋的空擋滑行。這段長(zhǎng)時(shí)間且平穩(wěn)地滑行，讓整車的能耗顯著降低。相比一般電車松開油門就啟動(dòng)能量回收的規(guī)則設(shè)定，iEM做出了更節(jié)能、更平順的選擇。
所以，針對(duì)高速行車、市區(qū)通勤、長(zhǎng)途出行、山地行駛、戶外露營(yíng)、低溫環(huán)境、停車充電、缺油少電、全家出游、常用常新等全場(chǎng)景用車需求，數(shù)智AI電驅(qū)2.0能不斷進(jìn)化，越用越優(yōu)。可插混可增程以及上述場(chǎng)景，只是這套大模型進(jìn)化的初級(jí)階段，未來(lái)我想還會(huì)有3.0、4.0乃至更高版本，會(huì)解鎖更多的體驗(yàn)。
將電驅(qū)開發(fā)和整車的智能控制集于一身，是軟件定義汽車的生動(dòng)寫照，也是行業(yè)內(nèi)未來(lái)電驅(qū)總成的進(jìn)化方向。當(dāng)然，只有車企自主開發(fā)電驅(qū)，才能實(shí)現(xiàn)這樣的效果，靠“買買買”是不成的。
駕值觀
關(guān)于P1+P3，其實(shí)大家很關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題，還是動(dòng)力安全。在跟劉繼偉工程師的交流中得知，之所以某些P1+P3出現(xiàn)動(dòng)力安全問(wèn)題，其實(shí)并不是硬件儲(chǔ)備不足，不是大家常以為的發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)馬力不夠，更多還是算法控制的問(wèn)題。例如，電池SOC值計(jì)算不準(zhǔn)，導(dǎo)致瞬間電量過(guò)低，車主反應(yīng)不及。再例如，基于規(guī)則的算法下，對(duì)電池SOC、工況的變化可能無(wú)法精準(zhǔn)識(shí)別并做出提前量，假如當(dāng)車輛默認(rèn)此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該全力運(yùn)轉(zhuǎn)補(bǔ)充電池時(shí)，車主卻一腳大油門，讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)輪端，電池補(bǔ)能不及時(shí)，導(dǎo)致電量越用越低。也就是說(shuō)系統(tǒng)依據(jù)規(guī)則給出的能量管理，跟實(shí)際駕駛需求之間，一些場(chǎng)景下會(huì)有沖突。這就是基于規(guī)則算法的局限性。要徹底解決，還是要依靠成熟、可靠、持續(xù)進(jìn)化的算法大模型，將用戶各種極端場(chǎng)景都充分考慮到，早發(fā)現(xiàn)、早解決，將風(fēng)險(xiǎn)消弭于未發(fā)生之前。
劉工告訴我，跟大家的想象不同，車輛日常駕駛的功率需求并不高。A05保持120公里/小時(shí)的速度巡航，功率需求只有27kW，如果開空調(diào)和音響，再加一兩個(gè)千瓦。Q05則只需31kW（之所以燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)需要高功率，是因?yàn)樽鳛槲ㄒ粍?dòng)力源，發(fā)動(dòng)機(jī)需應(yīng)付急加速、爬坡等大功率需求，因此超過(guò)2/3的動(dòng)力只是作為儲(chǔ)備）。所以，劉工告訴我，有大功率雙電機(jī)和高效發(fā)電的加持，在高環(huán)上連續(xù)跑170-180公里/小時(shí)的極限工況，對(duì)長(zhǎng)安啟源的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)只是基操，是出廠前可靠性測(cè)試的常規(guī)功課，他們的高環(huán)極限測(cè)試平均每天要跑22個(gè)小時(shí)（拋去吃飯、換人、上廁所的時(shí)間），每次會(huì)一口氣持續(xù)跑三四個(gè)小時(shí)。對(duì)長(zhǎng)安這樣的傳統(tǒng)車企來(lái)說(shuō)，動(dòng)力安全是不可觸碰、不能妥協(xié)的紅線。
我覺(jué)得，正是工程師這種較真的精神，在電機(jī)、電控、傳動(dòng)、算法上堅(jiān)持全鏈路自研，才賦予了長(zhǎng)安啟源的這套數(shù)智AI電驅(qū)2.0，強(qiáng)大的可靠性、高性能和自進(jìn)化能力，越用越優(yōu)也讓它未來(lái)?yè)碛袕V闊的想象空間。相比卷價(jià)格，只有卷技術(shù)才能讓消費(fèi)者真正獲益，才能真正推動(dòng)行業(yè)走向進(jìn)步，推動(dòng)中國(guó)品牌走向世界。