一次充电里程更远的现代·起亚电动汽车的秘诀

 

最近,起亚汽车Soul EV在韩国产汽车中首次被“2020世界汽车奖(WCA)”评为“2020世界城市型汽车”。现代汽车Kona也连续2年登榜“沃德十佳发动机&动力系统”。这些荣誉使现代·起亚的电动汽车受到全球关注。现代·起亚的电动汽车除了因设计、便利性、性能、价格等方面外,在同级别车型中一次充电续航里程最高也是备受关注的因素之一。

 

车辆实际使用过程中,一次充电续航里程(AER,纯电行驶里程)对使用便利性影响极大,可以说,一次充电续航里程是最重要性能指标之一。一次充电续航里程长,充电频率降低,带来更大便利,长距离旅程也不会担忧。对电动汽车有购买欲的消费者也普遍认为一次充电续航里程很重要。EV TREND KOREA曾在去年对电动汽车潜在客群进行了问卷调查,结果显示,45%的受访者认为一次充电续航里程是购买电动汽车时考虑的最重要因素。

 

1

              

现代·起亚汽车积极应对全球迅速成长的环保汽车市场需求,通过不断研发,保持一次充电续航里程等电动汽车高效方面的高新技术实力。IONIQ Electric曾达到美国环境保护署(EPA)官方认证标准中最高等级的能耗(耗电)标准,Soul EV、Niro EV和Kona Electric等车型具有同级别最高水准一次充电续航里程。

让我们进一步了解现代·起亚汽车的电动动力传动系统(E-Powertrain)和蓄电池核心技术,以及保证低温续航稳定的热泵技术。

 

增加电动汽车一次充电续航里程的核心技术

 

2

   

现代·起亚汽车为增加电动汽车的一充电续航里程,正在研发多种技术。

一是将电动动力传动系统(E-Powertrain)进行升级。动力传动系统把电能转换为驱动动力,是车辆产生动力并将其传递到车轮上的核心部件,内燃发动机汽车的动力传动系统主要由发动机和变速器构成,而不同于内燃发动机汽车,电动汽车的电动动力传动系统由 “驱动电机”(把电能转换为驱动动力)、“集成电能控制总成(EPCU)”(将蓄电池的电能进行转换并提供给驱动电机)、 “车载充电器(OBC)”(控制慢速充电)、“减速器”(降低驱动电机输出扭矩产生驱动动力)等部分构成。

 

现代·起亚汽车第1代电动汽车的电动动力传动系统(E-Powertrain)的主要部件均为相互独立的分离类型。然而,Soul EV、Kona Electric等第2代电动汽车的电动动力传动系统(E-Powertrain)对主要部件进行了整合,通过部件的集成既减轻了重量又释放了占有空间。车辆重量得以减轻,车辆行驶相同的距离所消耗的电能也会减少,一次充电续航里程就会增大。

 

除此之外,还对结构进行了改变,并改善了每个部件的规格。开发并应用了高效率、高功率驱动电机,还减小了对作为电能转换部件的车载充电器和集成电能控制总成的尺寸、增大了输出功率和能量密度。第2代电动汽车驱动电机的输出功率从88kw增大到了150kw。

 

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二是改善了高电压蓄电池系统。为确保电动汽车的续航里程,必须增大蓄电池的容量。然而,因需要确保乘员乘坐空间和装载行李空间,同时还要尽量减少对车辆行驶特性的影响,可装配蓄电池的空间有限,无法随意增加容量。现代·起亚汽车为了在有限的空间内最大限度地提高蓄电池的装载空间,冷却方式采用了不同于气冷式的水冷式。气冷式冷却方式需要冷却蓄电池单格模块的冷却通道,而水冷式冷却方式就不需要这样的空间,因此在蓄电池搭载方面更加有利,蓄电池排列也更紧凑。

三是,提高了蓄电池能量密度。对于电动汽车来说,蓄电池的能量密度是非常关键的性能标准。但如果为了增大蓄电池的容量而加大蓄电池的体积,续航里程未必会与蓄电池增加的容量成正比增加。蓄电池体积增加,车辆的重量就会相应加重,此时驱动车轮的驱动电机所承受的负担也会等量增加,这就会降低能量效率,加大能耗。与早期蓄电池相比,现代·起亚增大了约35%的能量密度。

 

不显眼的效率,同样着眼管理。现代·起亚汽车的热泵系统

 

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电动动力传动系统(E-Powertrain)和高电压蓄电池的改善是增加电动汽车一次充电续航里程的核心技术。此外,现代·起亚汽车还开发了根据天气变化而调整的能提高电动汽车一次充电续航里程的技术,最具代表性的是现代·起亚汽车于2014年在Soul EV上应用的热泵系统。

电动汽车用驱动电机而不是内燃发动机驱动,因此电动汽车不能像内燃机汽车一样把发动机所产生的热量用于室内暖风上。早期的电动汽车主要是配备电热器,用蓄电池电能启动电热器给室内提供暖风,这就增大了能耗。一旦暖风系统的电能消耗增大,一次充电续航里程就会减少。在冬季,电动汽车一次充电续航里程大幅度减少的原因之一就是电热器型暖风系统导致的。现代·起亚汽车的热泵系统把原来无任何用处的逆变器、驱动电机等电动汽车的电气部件所产生的废热收集起来用于给车内提供暖风,最大限度地降低了电能的消耗。

 

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当然,由电气部件所产生的废热温度还无法直接用于给室内提供暖风上,必须把温度升高。现代·起亚汽车为了解决电动汽车的这一缺陷,引进了热泵系统。

热泵系统以如下的原理工作:利用外部空气中的热量和电气部件所产生的废热,将液态环保制冷剂蒸发成气体,并通过压缩机进行压缩增大压力。之后,高压气体状态制冷剂经过冷凝器放热转换成液体状态制冷剂。也就是说,将制冷剂从高压气体状态转换成液体状态的过程中所放出的热量用于室内暖风。这与水加热到一定温度时会转换成水蒸气,而水蒸气放出热量转换成液状水的过程原理一样。不可否认的是,在提高制冷剂压力的过程中,驱动压缩机运转也需要消耗一定的电能。但这与直接利用蓄电池电能启动电热器相比,所消耗的电能要少得多。热泵系统就像吸收室内空气热量进行冷却,并通过室外的冷凝器把吸收的热量进行排放的空调&暖风系统一样,吸收由电气部件散热的废热并给室内通过暖风。家用洗衣烘干机或冷暖式空调系统也按照上述原理运行。

 

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现代·起亚汽车持续对热泵系统进行研究和发展。应用在Kona Electric的高效热泵系统表现出比早期热泵系统更加良好的性能。早期的热泵系统主要利用外部空气的热量和由驱动电机、车载充电器、集成电能控制总成等电动动力部件所产生的废热,但改进后的高效热泵系统不仅利用外部空气中的热量和电动动力部件的废热,还利用蓄电池、慢速充电器等电气部件所产生的废热。

 

现代·起亚汽车自从于2014年在Soul EV上世界首次应用利用废热的热泵系统以来,在IONIQ Electric、Kona Electric和起亚汽车Niro EV等电动汽车的所有车型上均应用了热泵系统。TESLA CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)也通过应用在最近Model Y上的热泵系统,称其为“优秀的工程技术(Best engineering)”,并且表示了对此技术效用性的赞赏。

 

7

 

据韩国环境部对电动汽车的低温条件下一次充电续航里程的评价结果,热泵系统的性能一目了然。环境部规定,低温(-7℃、暖风系统开启)条件下的一次充电续航里程必须达到常温(25℃)条件下续航里程的60%以上,才能认证为给予环保型车辆补贴的对象。Kona Electric和Niro EV的热泵系统在低温条件下一次充电续航里程比率为90%。假设在常温条件下剩余电能的续航里程为100 km,如果在打开暖风系统的条件下行驶,Kona Electric可以行驶约90 km,但是没有配备热泵系统的电动汽车的续航里程会少很多。以近年来在电动汽车市场上受到关注的TESLA Model 3和Kona Electric为例,在常温条件下,Model 3比Kona Electric多跑9km,而在低温条件下,Kona Electric能多跑59km。

*Kona Electric:常温406km /低温310km;TESLA Model3:常温415km /低温251km

 

现代·起亚汽车,显现电动汽车市场新标准

 

8

 

现代·起亚汽车的世界电动汽车市场占有率在2014年为0.9%,排在第15位,而2018年以5%的占有率进入前10位,去年11月更是以7%的占有率上升到了并列第3位。如果考虑到中国品牌比亚迪(BYD)的电动汽车占有率主要体现在本国范围内的情况,应该说在全球品牌中处于第2位。

得益于积极地研究和开发,以及推出的多种电动汽车,现代·起亚汽车满足消费者多样化的需求,在电动汽车市场占有率不断提高。同时,现代·起亚汽车持续追求基本要素的提升,应用同级别最高水准车辆安全性和便利性功能,并不断优化消费者关注的续航里程性能。让我们期待现代·起亚汽车未来推出的新一代电动汽车的更好表现。

 

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一次充电里程更远的现代·起亚电动汽车的秘诀

 

最近,起亚汽车Soul EV在韩国产汽车中首次被“2020世界汽车奖(WCA)”评为“2020世界城市型汽车”。现代汽车Kona也连续2年登榜“沃德十佳发动机&动力系统”。这些荣誉使现代·起亚的电动汽车受到全球关注。现代·起亚的电动汽车除了因设计、便利性、性能、价格等方面外,在同级别车型中一次充电续航里程最高也是备受关注的因素之一。

 

车辆实际使用过程中,一次充电续航里程(AER,纯电行驶里程)对使用便利性影响极大,可以说,一次充电续航里程是最重要性能指标之一。一次充电续航里程长,充电频率降低,带来更大便利,长距离旅程也不会担忧。对电动汽车有购买欲的消费者也普遍认为一次充电续航里程很重要。EV TREND KOREA曾在去年对电动汽车潜在客群进行了问卷调查,结果显示,45%的受访者认为一次充电续航里程是购买电动汽车时考虑的最重要因素。

 

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现代·起亚汽车积极应对全球迅速成长的环保汽车市场需求,通过不断研发,保持一次充电续航里程等电动汽车高效方面的高新技术实力。IONIQ Electric曾达到美国环境保护署(EPA)官方认证标准中最高等级的能耗(耗电)标准,Soul EV、Niro EV和Kona Electric等车型具有同级别最高水准一次充电续航里程。

让我们进一步了解现代·起亚汽车的电动动力传动系统(E-Powertrain)和蓄电池核心技术,以及保证低温续航稳定的热泵技术。

 

增加电动汽车一次充电续航里程的核心技术

 

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现代·起亚汽车为增加电动汽车的一充电续航里程,正在研发多种技术。

一是将电动动力传动系统(E-Powertrain)进行升级。动力传动系统把电能转换为驱动动力,是车辆产生动力并将其传递到车轮上的核心部件,内燃发动机汽车的动力传动系统主要由发动机和变速器构成,而不同于内燃发动机汽车,电动汽车的电动动力传动系统由 “驱动电机”(把电能转换为驱动动力)、“集成电能控制总成(EPCU)”(将蓄电池的电能进行转换并提供给驱动电机)、 “车载充电器(OBC)”(控制慢速充电)、“减速器”(降低驱动电机输出扭矩产生驱动动力)等部分构成。

 

现代·起亚汽车第1代电动汽车的电动动力传动系统(E-Powertrain)的主要部件均为相互独立的分离类型。然而,Soul EV、Kona Electric等第2代电动汽车的电动动力传动系统(E-Powertrain)对主要部件进行了整合,通过部件的集成既减轻了重量又释放了占有空间。车辆重量得以减轻,车辆行驶相同的距离所消耗的电能也会减少,一次充电续航里程就会增大。

 

除此之外,还对结构进行了改变,并改善了每个部件的规格。开发并应用了高效率、高功率驱动电机,还减小了对作为电能转换部件的车载充电器和集成电能控制总成的尺寸、增大了输出功率和能量密度。第2代电动汽车驱动电机的输出功率从88kw增大到了150kw。

 

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二是改善了高电压蓄电池系统。为确保电动汽车的续航里程,必须增大蓄电池的容量。然而,因需要确保乘员乘坐空间和装载行李空间,同时还要尽量减少对车辆行驶特性的影响,可装配蓄电池的空间有限,无法随意增加容量。现代·起亚汽车为了在有限的空间内最大限度地提高蓄电池的装载空间,冷却方式采用了不同于气冷式的水冷式。气冷式冷却方式需要冷却蓄电池单格模块的冷却通道,而水冷式冷却方式就不需要这样的空间,因此在蓄电池搭载方面更加有利,蓄电池排列也更紧凑。

三是,提高了蓄电池能量密度。对于电动汽车来说,蓄电池的能量密度是非常关键的性能标准。但如果为了增大蓄电池的容量而加大蓄电池的体积,续航里程未必会与蓄电池增加的容量成正比增加。蓄电池体积增加,车辆的重量就会相应加重,此时驱动车轮的驱动电机所承受的负担也会等量增加,这就会降低能量效率,加大能耗。与早期蓄电池相比,现代·起亚增大了约35%的能量密度。

 

不显眼的效率,同样着眼管理。现代·起亚汽车的热泵系统

 

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电动动力传动系统(E-Powertrain)和高电压蓄电池的改善是增加电动汽车一次充电续航里程的核心技术。此外,现代·起亚汽车还开发了根据天气变化而调整的能提高电动汽车一次充电续航里程的技术,最具代表性的是现代·起亚汽车于2014年在Soul EV上应用的热泵系统。

电动汽车用驱动电机而不是内燃发动机驱动,因此电动汽车不能像内燃机汽车一样把发动机所产生的热量用于室内暖风上。早期的电动汽车主要是配备电热器,用蓄电池电能启动电热器给室内提供暖风,这就增大了能耗。一旦暖风系统的电能消耗增大,一次充电续航里程就会减少。在冬季,电动汽车一次充电续航里程大幅度减少的原因之一就是电热器型暖风系统导致的。现代·起亚汽车的热泵系统把原来无任何用处的逆变器、驱动电机等电动汽车的电气部件所产生的废热收集起来用于给车内提供暖风,最大限度地降低了电能的消耗。

 

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当然,由电气部件所产生的废热温度还无法直接用于给室内提供暖风上,必须把温度升高。现代·起亚汽车为了解决电动汽车的这一缺陷,引进了热泵系统。

热泵系统以如下的原理工作:利用外部空气中的热量和电气部件所产生的废热,将液态环保制冷剂蒸发成气体,并通过压缩机进行压缩增大压力。之后,高压气体状态制冷剂经过冷凝器放热转换成液体状态制冷剂。也就是说,将制冷剂从高压气体状态转换成液体状态的过程中所放出的热量用于室内暖风。这与水加热到一定温度时会转换成水蒸气,而水蒸气放出热量转换成液状水的过程原理一样。不可否认的是,在提高制冷剂压力的过程中,驱动压缩机运转也需要消耗一定的电能。但这与直接利用蓄电池电能启动电热器相比,所消耗的电能要少得多。热泵系统就像吸收室内空气热量进行冷却,并通过室外的冷凝器把吸收的热量进行排放的空调&暖风系统一样,吸收由电气部件散热的废热并给室内通过暖风。家用洗衣烘干机或冷暖式空调系统也按照上述原理运行。

 

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现代·起亚汽车持续对热泵系统进行研究和发展。应用在Kona Electric的高效热泵系统表现出比早期热泵系统更加良好的性能。早期的热泵系统主要利用外部空气的热量和由驱动电机、车载充电器、集成电能控制总成等电动动力部件所产生的废热,但改进后的高效热泵系统不仅利用外部空气中的热量和电动动力部件的废热,还利用蓄电池、慢速充电器等电气部件所产生的废热。

 

现代·起亚汽车自从于2014年在Soul EV上世界首次应用利用废热的热泵系统以来,在IONIQ Electric、Kona Electric和起亚汽车Niro EV等电动汽车的所有车型上均应用了热泵系统。TESLA CEO埃隆·马斯克(Elon Musk)也通过应用在最近Model Y上的热泵系统,称其为“优秀的工程技术(Best engineering)”,并且表示了对此技术效用性的赞赏。

 

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据韩国环境部对电动汽车的低温条件下一次充电续航里程的评价结果,热泵系统的性能一目了然。环境部规定,低温(-7℃、暖风系统开启)条件下的一次充电续航里程必须达到常温(25℃)条件下续航里程的60%以上,才能认证为给予环保型车辆补贴的对象。Kona Electric和Niro EV的热泵系统在低温条件下一次充电续航里程比率为90%。假设在常温条件下剩余电能的续航里程为100 km,如果在打开暖风系统的条件下行驶,Kona Electric可以行驶约90 km,但是没有配备热泵系统的电动汽车的续航里程会少很多。以近年来在电动汽车市场上受到关注的TESLA Model 3和Kona Electric为例,在常温条件下,Model 3比Kona Electric多跑9km,而在低温条件下,Kona Electric能多跑59km。

*Kona Electric:常温406km /低温310km;TESLA Model3:常温415km /低温251km

 

现代·起亚汽车,显现电动汽车市场新标准

 

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现代·起亚汽车的世界电动汽车市场占有率在2014年为0.9%,排在第15位,而2018年以5%的占有率进入前10位,去年11月更是以7%的占有率上升到了并列第3位。如果考虑到中国品牌比亚迪(BYD)的电动汽车占有率主要体现在本国范围内的情况,应该说在全球品牌中处于第2位。

得益于积极地研究和开发,以及推出的多种电动汽车,现代·起亚汽车满足消费者多样化的需求,在电动汽车市场占有率不断提高。同时,现代·起亚汽车持续追求基本要素的提升,应用同级别最高水准车辆安全性和便利性功能,并不断优化消费者关注的续航里程性能。让我们期待现代·起亚汽车未来推出的新一代电动汽车的更好表现。

 

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