なぜ今でもMocha DHT-PHEVのような電源ソリューションが必要なのでしょうか?

2021年、国内の新エネルギー乗用車市場はチップ不足や電池原材料価格の高騰など予想外の事態に見舞われたものの、累計販売台数は298.9万台に達し、前年比169.1%増となり、史上最高を記録した。国内消費者の新エネルギー車に対する熱意と需要は今年完全に発揮されたようだが、より詳細な細分化されたデータから見ると、市場の各レベルでの動向は一様ではないことがわかる。

現在、新エネルギー車の増加は主に上海、杭州、深セン、北京、広州など購入制限が厳しい大都市で見られ、これらの都市での純電気自動車の購入割合も減少している。 DHTやエクステンデッドレンジシステムなど、燃費不安のない新エネルギー技術が成熟するにつれ、消費者がこうしたモデルを好むようになり、購入制限のない中小都市の自家用車市場での販売シェアも増加している。

実際、航続距離不安を軽減することは難しいため、DHT と航続距離延長技術は業界からより多くの注目を集めています。華新証券は104ページに及ぶ詳細な調査報告書で次のように指摘した。「過去3年間、純電気自動車の平均エネルギー密度はあまり増加していない。走行距離の延長は主に軽量化技術による車両重量の軽減、バッテリー数の増加、モーターと電子制御技術の最適化に依存している。」

報告書はまた、傾向から判断すると、純粋な電気自動車は今後5年間で依然として30％の複合成長率を維持するが、エネルギー密度と安全性の制約により、短期的には走行距離と充電時間の進歩が一般消費者のニーズを満たすのは難しいだろうと述べている。同時に、同社は、DHTや航続距離延長システムなど、航続距離の不安を解消する技術についても楽観的な見方を示しており、これらの技術は、今後相当の期間、純粋な電気自動車と共存していくと予想されている。

DHTと拡張範囲システムの経路の違い

技術と製品ラインが徐々に成熟し、向上するにつれて、一部の国内自動車会社は、純粋な電気ルートに加えて、DHTと拡張範囲システムの研究開発に注目し始めています。しかし、具体的な導入ルートとしては、新車メーカーは長距離走行システムを好むのに対し、DHTは一般的に自動車製造の豊富な経験を持つ自動車会社が選択する傾向にあります。

どちらも燃費不安ゼロを実現できますが、動作ロジックと特性には明らかな違いがあります。このうち、レンジエクステンダーシステムは直列構造を採用しており、車輪は電動モーターでのみ駆動され、エンジン（レンジエクステンダー）は発電機を駆動して電力を供給するためにのみ使用されます。エンジンと車両駆動システムのハードウェアを切り離す構造により、エンジンは最適な熱効率を得るために一定速度で動作するように特別に設計および調整できます。エンジン回転数が連続的に変動する燃料車の運転条件と比較すると、燃費が大幅に向上します。

エンジン特性曲線と電動モーター特性曲線の比較の模式図

しかし、この構造により、エンジンは一定の経済的な速度を維持できる一方で、効率が比較的低い中速域や高速域を含むすべての動作条件を電気モーターだけで処理する必要があることも意味します。上図のように、一般的な都市高速道路や幹線道路では、モーターがフルパワーで回っているのにトルクが低下し続け、走行するためにより多くの電力が必要になる領域になることがあります。

ABRP（海外電気自動車旅行計画ツール）によってまとめられた 511 台の Tesla Model S100 の日常使用データによると、車速が 50 ～ 60 km/h のときにモーターの効率が最も高くなり、この範囲を超えると効率が大幅に低下することが示されています。バッテリーにとって比較的優しい10℃以上の環境では、モデルS100の120km/hの定速走行時の航続距離は、50～60km/hの航続距離の3分の2以下になります。

DHT と拡張レンジ システムの違いは、エンジンが車両を直接駆動することもできるため、電動モーターの効率が低く、エンジンの効率が高い状況でもエンジンが直接駆動に参加できることです。これにより、モーターの非効率な範囲を回避できるだけでなく、運動エネルギー、化学エネルギー、電気エネルギー間の変換によって生じる余分なエネルギー損失も回避できるため、より高い効率が実現します。

ただし、DHT は構造が複雑なため、その利点を最大限に活用し、あらゆるシナリオで比較的バランスの取れたパフォーマンスを実現できる設計の「スイート スポット」を見つけるには、複数のモードで DHT を駆動する必要があります。たとえば、DHT エンジンは、単一の動作条件に最適化し、最も経済的な速度で一定速度で動作させることが困難です。さまざまな動作シナリオに基づいて調整する必要があります。また、専用のギアボックスの開発も必要であり、エンジンと電動モーターの統合とハイブリッド接続、および運動エネルギー回収システムの効率を考慮する必要があります。

北京航空航天大学自動車工学部の教授であり、国家乗用車自動変速機工学技術研究センターの執行副所長である徐向陽氏はかつてこう語った。「DHT専用変速機の開発は、3つの側面から始める必要があります。第一に、構成方式の独創的な革新、第二に、動力システムにおける変速機のマッチング、そして第三に、エネルギーフローの効果的な管理です。」

簡単に言えば、DHT は燃料車のエンジン、ギアボックスなどのコンポーネントを保持しており、伝達経路も非常に似ていますが、具体的な設計はまったく異なります。現在、最も代表的なのは、価格帯が295,000～315,000元の中型SUV、WeiブランドのMocha DHT-PHEVです。インテリジェントな DHT ハイブリッド テクノロジーは、特別に開発されたエンジンとギアボックスを使用し、エンジンとモーターの特性曲線に基づいて非常に詳細なハイブリッド ソリューションを実現します。

ワイマールが公開した技術情報から判断すると、これは主に再設計されたDHT専用ギアボックスによるもので、電動モーターとエンジンのパワーを直接混合して車輪に出力するのではなく、電動モーターとエンジンの参加度合いと方法を正確に調整できるようになっている。たとえば、モカ DHT-PHEV は、エンジンと電気モーターを直列または並列で駆動できます。前者はレンジエクステンダーに似ており、電気モーターのみに電力を供給しますが、後者は電気モーターと一緒に車両を駆動します。

同時に、中低速シーンは主に電動モーターで駆動し、高速シーンは主にエンジンで駆動するという状況を考慮して、モカDHT-PHEVは、エンジンのみで駆動する速度域では、パワー重視と経済性重視の2つの異なるギア比で設計されています。電動モーターが中低速走行を担当するため、従来のギアボックスで重視されていた低速ギアは必要なくなり、よりコンパクトで簡素化された構造設計を実現でき、ボックス全体の伝動効率は最大98％に達します。

経済性をさらに向上させるソリューション「DHT+PHEV」

現段階で、航続距離延長システムが注目を集めている理由は、この技術を積極的に推進している新車メーカーの開発モデルに大きく関係している。自動車分野では、後発の自動車メーカーは長い間、他社との差別化を図るという課題に直面してきました。そのため、インテリジェンス関連のソフトウェア作業にエネルギーの大半を集中させ、ハードウェアはサプライヤーとの協力を通じて解決するのが一般的でした。

拡張範囲システムの比較的単一の動作モードにより、システム設計の難しさが大幅に簡素化され、ハードウェアの互換性が高まります。 DHT と比較すると、拡張レンジ システムではギアボックスが不要で、エンジンと電動モーターの動力の結合を考慮する必要もありません。つまり、直接的なマッチング要件はなく、それぞれの効率のみを考慮して、2 つを個別に設計および購入することができます。

この技術は、研究開発のプレッシャーを大幅に軽減しながら燃費の不安をゼロにできるため、厳しいスケジュールと重いタスクを抱える新車メーカーにとってまさに良い選択肢となります。対照的に、DHT は、コンポーネント間の高度な相互接続と複雑で多様な共同作業モードのために、通常、広範な設計および製造経験を必要とし、これもこのテクノロジーの推進を制限します。

ハードウェアの専用設計と製造に加え、DHT の複雑な動作モードも電子制御システムの難易度の上昇に直接つながり、これは常に自動車設計の難しい点となっています。

清華大学自動車産業技術戦略研究所所長の趙福全氏はかつてこう語った。「電子制御は、ハードウェアの性能と品質、ソフトウェアの制御ロジック、複雑さ、サポートデータベースなど、幅広い分野をカバーしており、すべての問題を解決する必要があります。それぞれの問題を解決した後は、システム統合、さまざまなサブシステムの統合、異なる制御システム間の相互作用の問題も解決する必要があります。」

そのため、この状況により、多くの企業が市場参入できず、燃料動力に基づいてシステムを変更することしかできませんでした。しかし、Weipaiは、エンジンとギアボックスの研究開発で豊富な経験を持つ子会社のHoneycomb YiChuangのおかげで、インテリジェントDHTハイブリッド技術をうまく実装することができ、DHTの動作特性に基づいて完全な前方開発を実現しました。

また、モカ DHT-PHEV には 39.67kWh のバッテリー パックも搭載されており、これにより 2 輪駆動の長距離バージョンの WLTC 純電気走行距離が 204km に達することも注目に値します。これにより、充電条件が整った都市環境において、純粋な電気自動車と同等の体験と経済性を実現できます。長距離走行環境では、DHT システムのエネルギー効率性能と組み合わせることで、WLTC 総合航続距離 1000 km 以上を実現できます。

現在の試験規格の中で、新エネルギー車の耐久性を最も現実的に反映できるのは、WLTC、NEDC、CLTCです。ワイマールの公開データによると、モカDHT-PHEV二輪駆動長距離バージョンのWLTC燃料消費量は100キロメートルあたり5.55リットル、高性能電動四輪駆動バージョンのWLTC燃料消費量は100キロメートルあたり6.3リットルで、これは2つのモデルの重量がそれぞれ2130キログラムと2250キログラムに達するという前提に基づいています。

インテリジェント交差点、左か右か？

燃料時代とは異なり、自動車が電動化、知能化されてからは、多くの新興技術を直感的に認識することが難しくなっています。これにより、直感的に見えにくい場所の指標が継続的に低下する一方で、表面の知覚性の高い部分にコストを集中させる製品が増えています。しかし、突破口を開こうとする自動車会社にとって、このアプローチは自らの進路を断つことに等しい。

走行距離の不安がない新しいエネルギーソリューションの観点から見ると、Weipai は確かに技術実用主義の企業と言えます。現在の純電気市場は非常に大きいにもかかわらず、同社は依然としてインテリジェント DHT ハイブリッド技術を全面的に積極的に開発することを選択しています。また、それにかかるコストと時間は、ユーザーに十分に知られていない可能性があります。さらに、Weipai は、インテリジェント運転、スマートコックピット、ドメインコントローラーなどの人気分野においても完全な自己研究レイアウトを備えています。

例えば、モカDHT-PHEVシリーズ全体にプリインストールされているNOHインテリジェントナビゲーションアシスト運転システムは、子会社のモメンタが全面的に自社開発したものだ。これは世界で3番目、中国で2番目となる完全自社開発の量産型自動運転システムであり、ユーザーが設定したナビゲーションルートに基づいて、ポイントツーポイントのアシスト運転を提供することができます。具体的な機能には、安全回避、車線変更と追い越し、インテリジェント速度制御、ランプの出入りのインテリジェント誘導、車線変更保護、合流入口の回避、高速道路/高速道路の切り替え、大型車両のインテリジェント回避などがあります。

コックピットでは、モカDHT-PHEVはAR-HUD、ナッパレザー、ハーマンINFINITYオーディオなど、30万元レベルでも珍しい高級構成を提供するだけでなく、車を購入する前に十分に体験することが難しい静粛性にも力を入れています。同時に、ボディ、スタイリング、気密性、音響パッケージ、シャーシ、パワー、アクティブノイズリダクションの7つの側面を最適化しています。

実際、これは「死に向かって生まれ、Weiブランドはハイエンドの新エネルギーブランドに変身する」というスローガンの反映でもあります。チャンスと未知数に満ちたこの転換期において、情報格差を利用し、ストーリーテリングと感情訴求をマーケティング手法として活用し、多くのユーザーを引きつけようとする自動車会社もあるが、Weipaiのように、舞台裏で包括的な技術的準備を整えつつも、従来型の宣伝のみを行う企業もある。

現段階では最終的な方向性は明確には見えませんが、着実に前進し、実務上の問題に力を注いでいるWei Paiには、明らかに前進するチャンスがさらにあります。