Jenwayz

Jenwayz

2021-04-18

关注

如何判断一辆混动汽车技术水平的高低?

1,530

很久没做过混动项目了,几年前做混动项目时,心中有过一个完美的技术构型,技术上实现其实并不难,只是限于成本,最终无法在项目里落地,这几年外资品牌与自主品牌的混动技术在成本与性能上都有了更进一步发展,基于这些最新发布的技术,我们来聊一聊什么样的混动技术才能算完美。

聊混动系统,绕不开这张根据电机所处系统位置进行分类的布置图

过去几年国内市场混动技术的演变

从市场层面来看,混合动力在国内的发展大概可以划分为几个阶段,从最早期丰田普锐斯全混、通用与德系轻混,到比亚迪以 P3 模式 PHEV 异军突起、德系与自主依托供应商打造 P2 模式 PHEV,再到日系与福特在国内尝试推动 PS 模式与双电机 P1P3 模式,过去几年中国内市场上售卖的混动系统各有特点,技术路线上的改进也映射到了日常使用体验的不断升级。

  • 最初的丰田普锐斯全混 HEV 脱胎于丰田在日本本土对于低耗能解决方案的紧迫需求,整体技术方案以节能为核心目标,动力性上由于核心技术行星齿轮变速箱对于扭矩输入的限制反而落后于同价位纯燃油车,在北美获得大批早期环保爱好者拥趸后,在国内反响一般,成本较高且不太符合国内消费者认为动力性能与车价成正比的传统印象,但也给丰田品牌树立起了「真混动、真省油」的形象;
2005 年底,刚刚面世没多久的第二代普锐斯就被丰田引入国内市场
  • 比亚迪早期的 P3 模式 PHEV 在动力性上,由于电机性能不受变速箱扭矩限制的关系,充分利用电机加速性能,给了国内许多客户「插电混动 = 动力性强」的早期教育,但在油耗优化上比较依赖电池 SoC 水平,馈电状态油耗水平并不理想,但好在同价位基本没有其他选择,在国内市场早期的混动渗透率上,起到了至关重要的作用;
基于 P3 系统动力性优势,比亚迪给国内消费者进行了「插电混动 = 动力性强」的早期教育
  • 在与丰田将双电机全混HEV引入国内差不多时间,美系的通用与一些德系品牌开始将早期的轻混解决方案引入国内,这些技术与现如今奔驰推行的 P1、通用与吉利推行的 P0 轻混相比,当时还不算特别成熟,在动力性与油耗上,相比纯燃油车获得的提升也比较有限,仅仅起到聊胜于无的效果,不过在教育消费者「混动=省油」上,通过在广告中精准沟通实验室中的 3%-5% 不等的节油率理想值,起到了一定的作用;
早在国产的第一代君越身上,通用就将轻混系统引入国内
  • 一部分德系品牌与几家自主品牌近年来以政策导向,这里的政策包含国内的限行限牌与油耗积分等法规推出满足纯电续航里程的 P2 单电机 PHEV,在油耗优化上非常依赖于自身电池的 SoC 水平,在馈电状态下往往油耗与动力都不理想,不过受益于政策导向,这些为满足政策而生的车型,为插电式混合动力的市场接受度立下了汗马功劳(认真脸);
充分利用政策优势的 PHEV 产品
  • 在这些政策导向 P2 单电机 PHEV 大行其道的同期,丰田终于将数个版本的 PS 构型全混 HEV 带回国内,从紧凑级产品到中大型产品形成完全覆盖,本田也将 P1P3 构型的全混 HEV 在主销车款中作为高配动力总成推出,由于实际油耗表现确实亮眼,进一步夯实了早期日系混动双电机技术给消费者留下的「省油」印象。
丰田与本田近几年纷纷将混合动力版本车型作为主销车款的高配动力推出

回顾混动技术在中国汽车市场过去几年间的演变,从最早进入市场探路的普锐斯、到近年来混动销量比例较高的丰田本田车型,双电机全混技术的油耗表现优势已经广为人知,但动力性上不如不受变速箱扭矩限制的 P3 PHEV,而目前依然占有较高市场占有率的单电机 P2 或 P3 架构的 PHEV 对油耗优化又都比较依赖电池 SoC 水平,这些混动系统在各方面性能上都并非是全能选手。

全能选手应该长成什么样子?

要讨论全能选手的长相,不能脱离实际只谈理论,有几个场景可以用来测试目前市场上已有的这几套混合动力短板何在:

1, 高速工况再加速:在城市快速路转上高速匝道、高速从慢车后方超越时,这一能力尤其重要,而现有大部分双电机全混技术在电机功率与发动机直驱设计上,并没有针对这一工况进行优化;

2, 高速工况省油能力:这一场景对于发动机在高速区间的直驱设计、驱动电机的功率能否帮助发动机保持在高效区间,都有很高的要求;

3, 馈电状态下省油能力:这一场景也是近期一些自主品牌在从 P3 模式转向双电机全混模式后着重宣传的,双电机全混模式在该工况下比较占优,同为该模式的竞品互相比较起来,则非常依赖于系统优化集成;

4, 各速度区间下全力加速时的静音与平顺性:这一点在此前的一些P3模式混动车型中,尤为明显,电机介入或是发动机被唤醒时的顿挫感较为明显,而一些双电机全混车型则由于发动机功率、驱动电机功率问题,又会导致动力系统噪音较大。

总结一下,针对上述场景(当然更为常见的中低速路况是需要先做好的),混合动力中的全能选手需要在动力、平顺、噪音、油耗这四方面,缺一不可。

在日常使用场景中,混动系统所能支持的工作模式与这些工作模式下的针对性设计优化,决定了其是否能在尽可能多的日常场景中兼顾动力、平顺、噪音与油耗

首先针对动力性,在中低速工况与起步工况中,都知道双电机混联油耗优化好但动力性稍弱,稍弱在哪里呢?其实就是 PS 构型或 P2 构型下变速箱的扭矩限制问题,如果在设计之初就以大功率驱动电机或是大功率 P4 电机整合进入系统,性能问题就会有引刃而解;

长城柠檬 DHT 的双电机混联系统所能支持的多种工作模式

在中低价位段,动力性无需追求极致、能够提供与相同价位油车同等水平即可接受的情况下,无需插电的双电机混联系统在匹配大功率驱动电机就能满足动力性需求,更进一步加入大功率 P4 电机则能够提供超越同价位油车的动力表现;

长城柠檬 DHT 架构中同时支持两驱 HEV 全混、PHEV 两驱、PHJEV 四驱三种形式,在双电机混联系统中的驱动电机与 P4 后电机上有了进一步提升动力性的设计

在高速工况下,混动系统的动力性与油耗表现实际上更依赖于内燃机的高效利用,能够设计合理的直驱设计,将是提升这部分性能的关键,为内燃机额外设计多档直驱充分利用这一特性是双电机混联系统更进一步的可能性;

长城柠檬 DHT 系统七合一构型中,定轴式两档变速箱的加入,以更合理的直驱设计提升高速工况性能与内燃机能耗

对于平顺性和静音性能来说,插电式混合动力下更大的动力电池可以为纯电行驶时,减少唤醒发动机、降低纯电与混动模式切换频率带来可能;

当然,大电池带来的也是成本的上升,相应的,中国消费者对于高成本高价位动力总成也会有更高的动力性预期,所以与大电池相匹配,也需要有大功率驱动电机或是大功率 P4 电机;

长城柠檬 DHT 系统所涵盖的多种发动机、驱动电机、电池包、后电驱动桥解决方案

最后,我们按照不同价位段,列举一下能够满足全能选手需求的解决方案:

  • 大功率驱动电机设计的双电机混联混动系统、高速多档位内燃机直驱是保证全速段动力性的关键,针对前一项,本田的 i-mmd、比亚迪的 DM-i 与 DM-p 都有比较好的设计方案,而后一项,近期长城公布的柠檬 DHT 系统有针对性的设计;
比亚迪的 DM-i 与 DM-p,针对不同价位段,分别提供不同的动力表现
  • 在中低价位段,双电机混联的不插电全混会是比较好的解决方案,实现接近同价位油车动力性但大幅改进油耗,丰田等 PS 构型的混动系统、比亚迪的 DM-i、长城的柠檬 DHT 系统都有对应的设计;
长城柠檬 DHT 针对不同价位段所提供的不同解决方案
  • 而在中高价位,全方位考虑混动系统使用体验的情况下,双电机混联系统 + 大功率驱动电机 / P4 电机 + 大动力电池将是更好的解决方案,丰田在雷克萨斯 RX 等车型上使用的 PSP4 混动系统、比亚迪的 DM-p、长城柠檬 DHT 系统则都能够满足这一价位段需求。
本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。
评论 · 0
仅看车主: 0
按赞同排序

传图
大胆发表你的想法~
12
评论