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時(shí)間：2021-04-17 09:16:03 來(lái)源： 作者：
時(shí)值中國(guó)“十四五”規(guī)劃及2035年新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃發(fā)展的開(kāi)局之年，汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下正加速向全面電氣化時(shí)代邁進(jìn)。而作為2021年首個(gè)國(guó)際汽車工業(yè)展覽會(huì)，于4月19日正式開(kāi)幕的上海車展便成為諸多企業(yè)對(duì)外展示各自布局未來(lái)的技術(shù)成果及戰(zhàn)略規(guī)劃的重要舞臺(tái)。其中，專注于研發(fā)減排與零排放技術(shù)的科技公司OBRIST便攜其HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力、熱管理系統(tǒng)等核心技術(shù)亮相本屆車展，以積極參與中國(guó)新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，引領(lǐng)未來(lái)技術(shù)發(fā)展。
資料顯示，奧地利公司OBRIST Engineering成立于1996年，誕生初期為一家熱管理技術(shù)公司，2001年開(kāi)始，公司開(kāi)始涉足汽車熱管理系統(tǒng)和動(dòng)力總成研發(fā)，合作對(duì)象主要為汽車頭部零部件供應(yīng)商及主要代工廠，戴姆勒、寶馬、大眾、特斯拉等品牌都曾采用過(guò)其技術(shù)。隨后，作為OBRIST Engineering延伸出的姊妹公司，OBRIST Powertrain在2011年成立，涉足混合動(dòng)力和純電動(dòng)核心部件研發(fā)。截至目前，OBRIST除了在奧地利（總部）、美國(guó)、中國(guó)設(shè)有公司外，不久之前成立了德國(guó)子公司。
“上海車展是一個(gè)全球性規(guī)模的車展，OBRIST非常榮幸能夠參與，并將我們專利技術(shù)向全球最大也是最重要的汽車市場(chǎng)展示。我們認(rèn)為，中國(guó)汽車市場(chǎng)不僅具有巨大發(fā)展?jié)摿Γ抑袊?guó)對(duì)汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)非常重視。”OBRIST公關(guān)傳媒總監(jiān) 索斯滕·里克斯曼（Thorsten Rixmann）向蓋世汽車表示，“我們HYPERHYBRID動(dòng)力總成系統(tǒng)完全符合中國(guó)制定的全面電氣化計(jì)劃，我們將全力支持這一計(jì)劃，因?yàn)檫@是人類避免氣候危機(jī)唯一的方法！”
HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力，加速推進(jìn)全面電氣化進(jìn)一步落地
作為OBRIST在本屆上海車展期間主推的技術(shù)之一——HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力，由零振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(Zero Vibration Generator)、高效鋰離子電池包、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及汽車控制系統(tǒng)組成。
HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力原型車及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意（視頻來(lái)源：OBRIST）
發(fā)動(dòng)機(jī)與電池包以串聯(lián)方式布置，基于其模塊化優(yōu)勢(shì)，HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力系統(tǒng)可根據(jù)不同國(guó)家國(guó)情，實(shí)現(xiàn)插電式混合動(dòng)力或是增程式混合動(dòng)力等不同混合動(dòng)力形式。但需要指出的是，目前市面主流串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿υ�，在�?dòng)力傳輸?shù)姆�(wěn)定性和操作便利性上仍存在一定弊端。
為此，OBRIST Powertrain針對(duì)串聯(lián)式混合動(dòng)力的特點(diǎn)，進(jìn)行全新研發(fā)，正式推出ZVG零振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其分為40kWe和85kWe（加渦輪增壓）兩個(gè)版本。
優(yōu)勢(shì)一、兩缸對(duì)置結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)，緊湊、小巧
得益于兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)，ZVG發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)身總重最輕僅有95kg（不包括油液），外形尺寸為677×498×188mm，總得來(lái)說(shuō)做到了重量輕、尺寸小、高度集成化，可以大大提高汽車設(shè)計(jì)者和工程師在布置上的自由度。
OBRIST Powertrain ZVG發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意（視頻來(lái)源：OBRIST）
優(yōu)勢(shì)二、零振動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，將噪音降至極致
眾所周知，汽車噪聲主要源于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、風(fēng)噪及路噪，隨著電氣化轉(zhuǎn)型，電機(jī)及電器的增加帶來(lái)的振動(dòng)噪聲則成為NVH問(wèn)題的新來(lái)源。這其中，混合動(dòng)力車型NVH復(fù)雜程度成倍提高。
為克服兩缸發(fā)動(dòng)機(jī)典型NVH問(wèn)題，ZVG采用了一個(gè)對(duì)置旋轉(zhuǎn)曲軸用來(lái)補(bǔ)償一階力與力矩，兩個(gè)發(fā)電機(jī)以曲軸兩倍速度運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)補(bǔ)償二階力與力矩�；谶@個(gè)結(jié)構(gòu)，發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)滾動(dòng)力矩，在啟動(dòng)、加速及減速時(shí)均不會(huì)引起外部扭矩。“得益于凸輪軸上的新型線性質(zhì)量平衡系統(tǒng)，在剛完成的B樣件中，三階與四階的力與力矩也已取消”，OBRIST集團(tuán)CEO及聯(lián)合創(chuàng)始人弗蘭克·沃爾夫（Frank Wolf）補(bǔ)充道，“此外，我們還運(yùn)用了隔熱和隔音裝置進(jìn)一步減少振動(dòng)，提升降噪效果。”
注意ZVG發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋上的硬幣（動(dòng)圖來(lái)源：OBRIST）
優(yōu)勢(shì)三、串聯(lián)混動(dòng)，兼顧高效動(dòng)力、低油耗與低排放
如前文所述，HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力采用串聯(lián)方式連接，在其算法中，車輛行駛在低于65km/h(40mph)的城市路況時(shí)，電池為車輛提供全部能量；當(dāng)進(jìn)入高于65km/h(40mph)的駕駛路況及電池電量低于50%時(shí)，發(fā)電裝置（ZVG）才開(kāi)始工作，向驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的電能同時(shí)給電池充電，并且保證輔助功能（如空調(diào)）運(yùn)行。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)只要一啟動(dòng)，其轉(zhuǎn)速將控制在1,500-5,000之間，保持全速全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，車輛所有加速情況均由高能量電池來(lái)負(fù)責(zé)。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)與加速需求的解耦，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化成一個(gè)真正可變的、高效的動(dòng)力輸出裝置。
經(jīng)測(cè)試，其原型車顯示有效燃油消耗率為210g/kWh，達(dá)到穩(wěn)定40.3%的熱效率。“持續(xù)充電情況下，HYPERHYBRID演示車長(zhǎng)距離高速行駛狀態(tài)下百公里油耗只需4-5升。”弗蘭克·沃爾夫介紹道。
圖片來(lái)源：OBRIST
弗蘭克·沃爾夫進(jìn)一步揭示，發(fā)動(dòng)機(jī)只有在冷啟動(dòng)的情況下才會(huì)節(jié)流，其他情況下，均在Lambda=1處以節(jié)氣門全開(kāi)狀態(tài)運(yùn)行，此時(shí)空氣污染物降到最低，以減少碳排放。但即使在冷啟動(dòng)階段，我們通過(guò)將空氣泵送至電加熱催化器上，直至達(dá)到起燃狀態(tài)，從而將排放降到最低。
此外，值得注意的是，ZVG發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射方式采用的是進(jìn)氣歧管噴射的方式，將最大程度上降低NOx以及顆粒物排放問(wèn)題。
優(yōu)勢(shì)四、適用不同燃料，向零排放、碳中和目標(biāo)邁進(jìn)
為追求更為清潔的能源、更高的效率，向零排放無(wú)限靠近，ZVG發(fā)動(dòng)機(jī)還適用于不同燃料，包括無(wú)鉛汽油、甲醇燃料、液化天然氣、壓縮天然氣以及有機(jī)生物合成燃料。
這其中，有別于目前主流以煤為制取原料的甲醇，OBRIST研發(fā)了更為清潔的甲醇提取技術(shù)，且以此為燃料的ZVG發(fā)動(dòng)機(jī)具備更高壓縮比，結(jié)合高效點(diǎn)火系統(tǒng)及稀薄燃燒（Lambda>1.6），目標(biāo)熱效率達(dá)到50%以上。“目前，OBRIST與德國(guó)、奧地利的政府部門以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)合作，在今年夏天之前建造10輛基于綠色甲醇燃料（eMethanol ）的HYPERHYBRID超級(jí)混合動(dòng)力系統(tǒng)樣車。”索斯滕·里克斯曼進(jìn)一步透露。
截至目前，ZVG專利技術(shù)已授權(quán)給至少一家大型汽車企業(yè)，最快將于2023 或2024年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，同時(shí)，OBRIST仍在同全球約30%汽車制造商進(jìn)行交流，致力于將最新且最優(yōu)技術(shù)方案推向全球汽車市場(chǎng)。
當(dāng)然，一個(gè)優(yōu)質(zhì)的混合動(dòng)力系統(tǒng)解決方案僅僅靠一臺(tái)極簡(jiǎn)、零振動(dòng)、高效且低排放的發(fā)動(dòng)機(jī)是不夠的，還需要一個(gè)高能量密度電池包。為此，OBRIST Powertrain研發(fā)推出了高效真空緊固鋰離子電池包。
OBRIST Powertrain高效真空緊固鋰離子電池包結(jié)構(gòu)展示（視頻來(lái)源：OBRIST）
該電池包不受限電芯制約，可以使用高功率或高能量電芯。利用OBRIST Powertrain自主研發(fā)的真空緊固專利技術(shù)，將全部電芯以真空緊壓來(lái)保證其穩(wěn)定性與牢固度，從而大幅縮減零部件數(shù)量的同時(shí)提高電池導(dǎo)熱系數(shù)和散熱性能，創(chuàng)造出行業(yè)領(lǐng)先的電池模組能量密度（231Wh/kg）及使用壽命（充放電循環(huán)>18,000次）。
時(shí)值2021年，是中國(guó)“十四五”規(guī)劃和汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)15年規(guī)劃的起始元年，目前我國(guó)汽車正加速邁向全面電驅(qū)動(dòng)化時(shí)代，以助力全國(guó)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。但我們?nèi)皂毲宄卣J(rèn)識(shí)到，在未來(lái)巨大發(fā)展?jié)摿χ�，是我�?guó)汽車產(chǎn)業(yè)混合動(dòng)力相關(guān)技術(shù)積累薄弱，想要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)汽車的節(jié)能減排，無(wú)論是從市場(chǎng)需求還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面來(lái)看，都亟待一套優(yōu)質(zhì)解決方案的誕生。
展望未來(lái)，“我們期望能夠成為中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)電氣化解決方案重要的一部分。”索斯滕·里克斯曼表示，“面向中國(guó)市場(chǎng)，我們將著重推廣低排放HYPERHYBRID動(dòng)力總成同2030年及以后的零排放eMethanol HYPERHYBRID動(dòng)力總成系統(tǒng)。”
OBRIST Engineering，多管齊下助力新能源汽車全面普及
事實(shí)上，汽車的節(jié)能減排并非單純優(yōu)化動(dòng)力來(lái)源，還需重視汽車熱管理系統(tǒng)的巨大作用。 通過(guò)專利技術(shù)以及對(duì)熱量的管理，最大程度上提升電量分配效率，延長(zhǎng)續(xù)航里程，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。因此，HYPERHYBRID 超級(jí)混合動(dòng)力所帶來(lái)的優(yōu)秀表現(xiàn)，也同樣離不開(kāi)熱管理系統(tǒng)的“保駕護(hù)航”。
OBRIST Engineering在汽車動(dòng)力系統(tǒng)、廢熱回收和熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域擁有長(zhǎng)達(dá)25年開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，其理念是專注開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保的解決方案�；趯�(duì)暖通空調(diào)（HVAC）熱力學(xué)流程設(shè)計(jì)及相關(guān)零部件功能需求的深度理解，OBRIST Engineering不僅曾成功開(kāi)發(fā)了替代化學(xué)制冷劑的R744（二氧化碳）系統(tǒng)與零部件解決方案，其還注重開(kāi)發(fā)天然、綠色工質(zhì)的應(yīng)用，例如R290（丙烷）、乙醇等。
要知道的是，R134a是目前最為常見(jiàn)的汽車空調(diào)制冷劑，但由于其溫室效應(yīng)潛能值（GWP）高達(dá)1430，已被歐盟、美國(guó)等主要市場(chǎng)明令禁止采用。由此，尋找優(yōu)質(zhì)且環(huán)保的制冷劑成為當(dāng)下汽車熱管理系統(tǒng)領(lǐng)域的重要命題，這其中，R744（二氧化碳）便是最好的替代品之一。
OBRIST Engineering R744 電渦旋熱泵壓縮機(jī)（圖片來(lái)源：OBRIST）
R744是一種氣候中和制冷劑，其GWP為1，比普通的碳氟化合物R134a低1300倍，安全且環(huán)保。基于這一制冷劑，OBRIST Engineering至今已成功改造或建造了超過(guò)50臺(tái)R744試制車，并支持戴姆勒的R744 空調(diào)系統(tǒng)及壓縮機(jī)，成功交付全球首批車用R744壓縮機(jī)。
OBRIST Engineering R290 緊湊型熱泵系統(tǒng)（圖片來(lái)源：OBRIST）
除R744外，GWP值僅為3的R290也同樣是市場(chǎng)上最具環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性的制冷劑之一。R290又稱丙烷，其吸收熱的能力比R134a或R404高出約90%，具有優(yōu)良的熱力性能，價(jià)格低廉，單位容積制冷量較大，且外型尺寸小等多重優(yōu)勢(shì)。目前，OBRIST Engineering已自主研發(fā)緊湊型R290熱泵系統(tǒng)及高效R290 電渦旋壓縮機(jī)，在實(shí)現(xiàn)了體積最小化與零部件極簡(jiǎn)化，并將系統(tǒng)加注量控制在小于150g，從而最大程度確保整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
如上述兩類產(chǎn)品一樣，OBRIST Engineering所有產(chǎn)品與零部件均根據(jù)制冷劑具體需求與產(chǎn)品本身進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，并可根據(jù)客戶需求提供A-D樣全套技術(shù)服務(wù)支持。開(kāi)發(fā)過(guò)程中，無(wú)論從原型機(jī)設(shè)計(jì)、建造或是批量生產(chǎn)驗(yàn)證，客戶可任意指定開(kāi)發(fā)階段進(jìn)行項(xiàng)目交付，并可為客戶提供交付后的安裝支持以及咨詢服務(wù)。
OBRIST Engineering開(kāi)發(fā)了世界第一臺(tái)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)，并配置于戴姆勒車型上（圖片來(lái)源：OBRIST）
正是基于其在熱管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的不斷深耕與優(yōu)質(zhì)的服務(wù)理念，OBRIST Engineering截至目前已擁有超過(guò)200個(gè)國(guó)際性有效專利，曾先后參與了特斯拉早期降本以及熱管理、寶馬i3和i8車型的技術(shù)合作等，包括大眾、奧迪、雷諾、保時(shí)捷、通用、菲亞特、MAN等多家國(guó)際主流車企熱門車型中不乏OBRIST Engineering熱管理技術(shù)的身影。
至此，在OBRIST Powertrain強(qiáng)悍的零震動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（ZVG）和真空緊固電池包、OBRIST Engineering優(yōu)異的熱管理系統(tǒng)技術(shù)加持下，HYPERHYBRID 超級(jí)混合動(dòng)力無(wú)疑是當(dāng)前混合動(dòng)力車型實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的優(yōu)質(zhì)解決方案之一。
不過(guò)，OBRIST對(duì)于征戰(zhàn)未來(lái)汽車市場(chǎng)的野心并不止步于此。
OBRIST集團(tuán)目前收購(gòu)了汪克爾研究院，研究院創(chuàng)始人便是發(fā)明轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的菲力斯·汪克爾。OBRIST公司創(chuàng)始人Frank Obrist曾在這所研究院從事過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)研究項(xiàng)目。未來(lái)，該研究院將成為OBRIST研發(fā)中心，涵蓋汽車空調(diào)壓縮機(jī)測(cè)試臺(tái)架實(shí)驗(yàn)室、HYPERHYBRID 研發(fā)處并可建造定制化串聯(lián)式混合動(dòng)力樣車、建造混合動(dòng)力與純電驅(qū)動(dòng)船只、RO80古董車俱樂(lè)部（歐洲轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)古董車迷俱樂(lè)部，古董車博物館）等多重功能，從而為OBRIST面向未來(lái)5-15年全球汽車市場(chǎng)征戰(zhàn)時(shí)提供強(qiáng)大助力。
毫無(wú)疑問(wèn)，未來(lái)汽車是屬于新型能源的。按照我國(guó)于去年下半年相繼發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》及《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2021年-2035年》明確，至2025年中國(guó)新能源汽車新車銷量占比將達(dá)20%，這意味著中國(guó)新能源汽車將在未來(lái)的5年間，實(shí)現(xiàn)從5%的市占比快速飛躍。
在此市場(chǎng)騰飛之際，經(jīng)歷25周年漫長(zhǎng)時(shí)間的積累和沉淀之后并已形成較為完善混合動(dòng)力解決方案的OBRIST無(wú)疑將助力我國(guó)全面電驅(qū)動(dòng)時(shí)代加速落地，成為中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)重要?jiǎng)恿υ粗弧?/p>
索斯滕·里克斯曼展望未來(lái)，“OBRIST的專利技術(shù)以零排放為出發(fā)點(diǎn)，基于模塊化優(yōu)勢(shì)，適用于不同國(guó)家地區(qū)新能源技術(shù)路線，更完全符合中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)未來(lái)15年發(fā)展規(guī)劃，將成為客戶的明智選擇。”
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