世界终将趋于合理,科技终将涌向平权

曾经有人列过一个「人生必做的一百件事」清单,其中最令我印象深刻的是「乘坐波音 747 完成一次洲际旅行」。不过,这或许正在变得越来越困难。

12 月 8 日,美国华盛顿埃弗雷特飞机厂,随着最后一架波音 747 下线,全球民航制造巨头波音宣布,有着「空中女王」美誉的波音 747 机型正式停产。

无独有偶,10 余天后,中国广州白云国际机场跑道头,两架属于南航的空客 A380 飞机已经就绪,这是目前全球在役的最大民用客机。一刻钟间,它们相继起飞,只不过,两机此行目的地是美国的莫哈维沙漠,世界最著名的飞机坟场,这一次的离地不是也为了再出发,而是退役长眠。至此,南航 5 架 A380 完成集体谢幕,国内航司机队中也再无「空中巨无霸」的身影。

要问这两位来自不同大陆的「迟暮英雄」有何相似之处,其一是大,在设计之初,彼时航空业蓬勃发展,它们都在摸索民航单机载客量的上限;其二是四个发动机(四发),受限于当时技术,要托起这些动辄四五百吨的巨物,四发是唯一的选择。

但当需求教育设计,低客座率让巨无霸们长期处于「椅子运输专业户」状态,而空载便意味着亏损;当航空发动机技术不断发展,更大推力、更高效率、更低故障率……客观事实面前,双发和略小一号机型组合成为了飞机制造商和航司的共同选择,民用航空的进程告别了一味求大,回归合理。

对于消费者来说,合理带来的直观变化首先体现在价格之上。正如开篇所说,之所以会有人把「乘坐波音 747 完成一次洲际旅行」当做「人生必做的一百件事」,说明它昂贵而遥不可及。但当四发停产,双发变成主流,愈发困难的只是「乘坐四发飞机完成洲际旅行」,「乘坐飞机完成洲际旅行」却日益触手可及,今天我们只需花费数千元即可换得更舒适的洲际飞行体验,这就是科技平权的魅力。

向上,合理和平权不止于平流层。

宇宙空间是人类永远好奇所在,但高昂的发射成本让绝大部分人的好奇止步于幻想。

为了实现天地间的自由穿梭,美国设计制造了航天飞机,企图用可重复使用的特性降低发射成本。但事与愿违,航天飞机作为一个庞大且复杂的系统工程,每次高达数亿美金的维护、发射费用并未让 NASA 收获降本红利,2 次飞行事故,14 位宇航员的牺牲终于让 NASA 狠下决心。

2011 年 7 月,美国佛罗里达州卡纳维拉尔角基地,擦烟,开伞,制动,刹停,亚特兰蒂斯号航天飞机完成了它的最后一次任务,宣告谢幕,这也是航天飞机整个项目的最后一次任务。

好在挫折总是很难阻挡人类前进的脚步。4 年后,民营太空探索公司 SpaceX 实现了第一款可回收火箭,随后,SpaceX 在高效降本的道路上开启了狂奔模式。2022 年,他们共完成 61 次火箭发射任务,成功率、回收率实现双百满分,效率冠绝全球。从航天飞机到可回收火箭,尖端航天科技告别了想象,回归合理。

而合理再次让性价比接近消费者。目前,维珍银河和 SpaceX 都已宣布将在未来一到两年内推出数十万美元级别的太空旅行船票,普通人和太空的约会也不再遥遥无期,这也是科技平权的魅力。

向下,合理和平权又能否落地?

一直以来,人们对汽车也会有诸多向往,强劲动力、极致能耗、超长续航……一直以来,这些单项其实也都能实现,但往往都需要高昂的成本,比如 V12 发动机,比如混合动力,比如额外油箱……直到新能源时代的到来。

今年的新能源汽车市场是充满挑战的一年。疫情、缺芯、锂矿价格暴涨……在大电池成本高企和用户里程焦虑面前,无论是传统车企还是新势力,纷纷开始尝试「增程」路线。而随着越来越多玩家加入,在今年争议不断的增程技术也有了更多趋于合理的窗口;动力、能耗、续航,人们对汽车科技的向往也有了平权的机会。

比如,哪吒汽车在最近发布的浩智增程,以及在 2022 广州车展上重点亮相的哪吒 S 增程版车型。

备份,让双能源更合理

相比纯电路线,增程技术的核心优势永远是多一种的能源形式。这份「多」,不仅是要把燃油车的补能优势揉进电动车技术体系中,同时还意味着备份。

从能源角度出发,作为油、电两大体系并存的车型,现阶段的绝大部分增程车型却只能用一条腿走路——当电池包中电量充足,车辆可以完全忽略发动机状态,即便油箱空空,也不耽误车辆正常行驶;当条件反转,油箱满满,电池空空,虽然按照各家策略,这种情况基本不会出现,但如果碰上增程车动力电池包故障时,即便发动机完好,燃油充沛,不好意思,你也走不了,这合理吗?

这是增程式的先天原理决定的。留心新能源技术的同学可能知道,增程式也被称为串联式,顾名思义,车内的能源最终都将以电能的形式,串联起发动机、电机、动力电池等部件。而串联状态下的电能也不是我们想当然的让它去哪就去哪,它有一套自然的运转规律,我们可以把它想象成一套水利系统,发动机是水泵,负责抽水;动力电池是水池,负责蓄水;电机是出水口,负责用水;连接这些组件的线缆则是水管,负责输水。当蓄水池或水管出现漏水,即便水泵仍在按设计正常工作,水也很难再达到出水口,电亦是同理。

但哪吒的浩智增程却说它能用「两条腿」走路。

浩智增程提供了四种运行模式:

纯电模式:电量充⾜时,实现纯电动⻋⾏驶需求,满⾜城市⽇常⽤⻋;

增程 + 电池共同驱动:急加速或上坡时,满⾜⻋辆⼤功率⾏驶和⻓途需求;

增程驱动 + 电池充电:电池亏电时,确保⻋辆电池处于最低状态时不下降;

安全卫⼠模式:当电量严重不⾜,或极端低温、动⼒电池有充放电故障等特殊情况下,增程可以单独工作,直接向电机提供电能,从而保障用户的最低出行需求。

前三种是增程的日常操作,最后一种则称得上是「独创」,也是哪吒口中的「另一条腿」——即便「电」腿受伤,「油」腿照样能让车子跛行脱困。倒不是哪吒真有神力,能让电能的流向乖乖听话,而是哪吒考虑到了刚完善的用车场景,在电机和增程器之间增加了一条新通路。

让完善和改变更有意义的,是哪吒对于成本的控制。增程车型之所以要用动力电池搭配增程器共同工作的一大原因,是因为电机的输出会根据路况、动力需求的不同实时波动,而普通增程器一来做不到快响应,二来为了追求低油耗,增程器也更期望运行在一个稳定工况下,此时动力电池就能在电机和增程器之间起到一个能量中转缓冲的作用。

但哪吒并没有为安全卫士模式提供一个额外的蓄电池,而是通过软件算法预测和响应电机电力需求,并及时调整增程器输出功率,完成车辆驱动。

没有新部件,也就意味着没有新成本。这很好契合了增程的意义,毕竟相比纯电车型,增程的肩上还负担着一部分降本的使命。

软硬结合,让成本更合理

新能源时代,哪吒有一句特别提气的口号,「科技平权」。而「平」的一大内核,就是成本,或者说质价比。

不增加新部件实现安全卫士模式新功能是质价比,通过集成化设计实现零部件精简更是质价比。

让我们把实现聚焦到增程器上。一句话概述其原理,发动机通过带动发电机运转,将燃油的化学能中转为旋转机械能,最终转化为电能。而简单的「带动」二字落在机械结构上,往往意味着一堆部件。

必须的结构当前,还能精简吗?哪吒表示它有三板斧要来试试。

第一斧,哪吒砍到了传动结构上。在已发布的浩智高效三合一增程器上,哪吒取消了飞轮,将转子与飞轮进行了集成设计。而转子的故事,哪吒还有下集。为了把发动机的旋转机械能更高效地传递给发电机,哪吒又去掉了连接机构和齿轮,转而用一步到位代替了传递——他们直接把转子直连在了发动机曲轴上,从而去掉了传动中间商赚效率差价。同时,发电机的轴承轴系也被取消了。

第二斧,哪吒砍到了电气化上。哪吒把发电机和发动机控制单元 GCU 进行了集成设计,而电气一体化最直观的好处是能省去一部分高压插件和线束。一方面,零部件少了物料成本自然也就少了;另一方面,更少的接插件和线束也意味着更少的接触不良概率。

第三斧,哪吒则砍到了发动机附件上。为了应对排放法规中对于颗粒物排放的要求,业界最简单的做法便是为发动机增加一个 GPF 颗粒捕捉器,但浩智增程选择了不用 GPF。而他们官网配置表上明晃晃的「国 6B」排放标准也更让我们好奇哪吒在内燃机方向上的技术储备,因为不用 GPF 的唯一选择是优化燃烧结构,显然哪吒做到了。

从设计端实现的零件精简最终都将反应在成本上,根据哪吒官方提供的数据,以上这些的「取消」为浩智增程降低了 10% 的成本。

如果说这些硬件上的优化实现的是制造成本的缩减,那么接下来在软件策略上的布局则把效率的矛头指向了使用成本。

浩智高效三合一增程器可以实现「前哨节能」模式。而所谓「前哨」,就是基于⼈-⻋-路协同的智能预测能量管理。再展开一些,哪吒 S 能根据当下的路况、车速、坡度、剩余里程等车辆多维度状态信息,同时叠加日常驾驶习惯和行程规划,智能调节电动和燃油驱动比例,进而实现油电双工况下的综合能耗最优解。

综合能耗最优解落地到应用层面,用户关心的还是「省不省钱」。而谈到增程车的经济性,油电必然相辅相成。如果说油的高效奥义在于省油,那么电的经济秘籍就在于纯电续航。

为此,哪吒 S 增程版车型搭载了近 44kWh 电池包,这个容量是目前增程市场中的绝对第一梯队,即便是面对体型大上好几圈的增程 SUV 车型,也毫不露怯。大电池加节能电驱加轿车车型天生的风阻优势,造就了哪吒 S 增程版 310km 的纯电续航,同时也造就了市售增程车型中最大纯电续航的纪录。

而当一台增程车的纯电续航迈上 300km 台阶,即便是在北上广深这样的一线城市,即便是每天往返通勤 60km,哪吒 S 增程版的纯电续航也可覆盖一周完整的通勤需求。而城市场景还是用户使用最高频的场景,当增程在 90% 以上的场景都能以纯电姿态呈现,低至 5 毛一度的电费也将成为用户使用成本中的最大安慰。

体积,让适配更合理

成本之外,刚刚一连串「取消」的余波还在继续,接下来它就撞上了体积。

过去,增程系统往往是 SUV、MPV 等大空间车型的专属。毕竟相比于纯电车型,发动机、发电机及其一连串的附件设备汇总在一起,就是一坨扎实的空间需求。而受制于车型的高度差异,轿车车型的前舱空间天然就矮 SUV 一头,自然也很难掏出合适的空间用以容纳增程系统部件。

尤其是哪吒 S 这样追求低趴姿态的轿跑车型,前机盖下的空间本就局促,偏偏哪吒 S 还选用了双叉臂这样体积更大的前悬形式,剩余空间愈发紧凑。

但就是这样,哪吒依旧把一套完整的浩智增程塞进了哪吒 S 的前舱里。这当然也不是什么折叠空间的黑科技,哪吒只是把「小」再往前推了两步。

凭借一系列的集成和取消,集成了发动机、发电机、发电机控制器的浩智增程总成长宽高为 758.7 × 513.7 × 606.8mm。对于不熟悉的人来说,具体数字反倒无感,而对比则会更显具象。相较于目前市面上常见的增程器,浩智增程的尺寸要小 5%-10%,这也是目前集成度最⾼、布置空间要求最⼩的增程器

而小型化的增程总成不止能满足像哪吒 S 这样的轿跑车型,也让我们对更小型化车型的增程版本展开了想象。因为增程本质上是为了规避掉发动机的非高效区间而生的,这也就意味着增程的基因中天然就带着节能的片段。而要论节能,更小的车型显然具备更大优势。

同时,哪吒在增程路线上的布局画卷也已展开。

目前,浩智增程已经量产了 HZ1.0 版本,这台 1.5L 高效三合一增程器能在 3500 转速下实现额定 40kW 的发电功率,实现 3.05kWh/L 的油电转化效率。未来,深度阿特金森循环、⾼滚流进⽓道、分区热管理、预混燃烧、⾼效增压器、排⽓热能回收、SiC 控制器等技术也将陆续登场,HZ2.0 将在 1.5L 发动机基础上实现 5500 转速下 55kW 的发电功率,HZ3.0 则要把同一排量,同一转速的发电功率推到 115kW。

技术路线图当前,我们很难不相信哪吒对于增程技术的本质有过透彻的思考。更低成本,更小尺寸,更高效率,从最终效果来看,哪吒的野望或许是想平息人们对于增程的争议,又或许是想把增程当做新能源汽车的普及手段,让电驱的魅力更平易近人。

但无论是哪样,哪吒都在让增程趋于合理,而浩智增程或许也是目前设计最合理的增程系统。

如果你正在考虑买一台新能源车,如果你面前有一个条件筛选器,当我们勾上「真 · 0 里程焦虑」,当我们勾上「轿车」,当我们勾上「310km 纯电续航」,当我们勾上「多一种的能源备份保障」,以及还有那个最重要的「质价比」,筛选结果中仅存的哪吒 S 增程版车型,大概能保障我们「该省省该花花」的日常生活,同时也能赋予我们「说走就走」的不羁远方。

也不单单是增程技术,在智能座舱上,之前我们体验了哪吒 S 超过 99% 的「可见即可说」覆盖率,1216W 的 7.1.4 天空环绕音效大有越级之势;在智能驾驶上,几天前哪吒 CEO 张勇体验哪吒 S NNP 高速领航辅助、FAPA 融合自动泊车的镜头也让人开始期待哪吒「智驾全栈自研」的阶段性成绩单。

别忘了那句「科技平权」,科技终将以更正确的形式呈现。

也别忘了,这个世界终将趋于合理,飞机是如此,火箭是如此,新能源汽车和增程,更是如此。

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