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混动技术之战:自主品牌如何打破合资技术垄断?(上)

2021年06月06日 09:44:04
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来源:买车大师

1973年,第四次中东战争爆发,随之而来的石油危机,让美国汽车产业遭受重创。受此影响,以大排量V8发动机著称的美国全尺寸轿车瞬间失宠,以丰田为首的日系车企抓住了美国汽车需求结构的改变,通过可靠、省油的小轿车,借此契机正式敲开了美国汽车市场的大门。

第一代丰田普锐斯

1997年,丰田第一代普锐斯面世,后来被我们熟知的“双擎动力”初登历史舞台。与此同时,丰田正式发布了混合动力系统——THS(Toyota hybrid system),从此奠定了丰田在混动领域的领先地位。

相比起丰田本田,提起中国汽车品牌的HEV技术,可能就鲜有人知了。虽然国家从2009年起开始大力推广新能源汽车,但HEV车型并没有被纳入新能源汽车的范畴,因此中国汽车品牌HEV技术的发展其实是比较慢的。毕竟国内车企不同于“两田”,主要市场还是在国内,没有整个全球市场来支撑其技术的发展。

但从国家层面来说,面向下一个时期汽车行业的长远规划,中国汽协推出了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,其中不仅把混合动力作为一种明确的技术路线,同时也延展了插电式混合动力(PHEV)继续作为新能源汽车发展技术路线。

中国已经向世界承诺在2060年就要达到碳中和,也正因如此,汽车产业转型升级已是迫在眉睫。而如果要按照减碳、低碳到零碳这个路线走下去,那么混动技术就是不可缺失,也是最有效的技术。只有以HEV为代表的节能汽车和新能源汽车同步发展,这个长远目标才有可能实现。目前的短期目标则是要在2025年将乘用车油耗降至4L/100km,若没有混动技术支持,这一目标是很难实现的。

丰田THS系统工作演示

熟悉混动系统结构的消费者都知道,丰田的THS混动系统采用了一套E-CVT变速箱结构,这个所谓的E-CVT并不是简单在CVT变速箱中加了个电机,而是一个动力分配系统。车辆什么时候用电驱动,什么时候用油驱动,什么时候油电协同驱动,并且各自动力采用比例怎么样,都是由它说了算。这个名为DHT(Dedicated Hybrid Transmission)混合动力专用变速箱的动力分配系统,才是丰田这套混动系统的核心。

如今,中国汽车品牌陆续公布了自家的混动技术,例如比亚迪的DM-i超级混动、长城的柠檬混动DHT等等。在中国汽车品牌接连入局之际,能否打破合资品牌垄断多年的技术壁垒呢?

比亚迪DM-i超级混动

从去年6月份开始,比亚迪便发布了双模技术双平台战略,包括DM-p和DM-i两种平台。其中,DM-p平台的“p”指的就是powerful,意味着该平台主打动力强劲、极速,能够满足消费者对高性能的追求。比如在过去,比亚迪车型混合动力系统的宣传重心更多是偏重于动力性能,早期的比亚迪唐会把4.9秒的0-100km/h加速时间标在车尾上。

随着国内汽车市场逐渐成熟,越来越多的消费者购车心态回归理性,开始追捧动力够用,节能效果出众的汽车产品,此时DM-i平台应运而生。“i”则是intelligent的象征,中文含义“智慧、聪明”。所以DM-i平台的推出则是为了满足人们对低能耗的需求,强调以电为主的混动技术,追求高效燃油经济性,并且会成为比亚迪下一个阶段的核心产品。

回到我们关注的问题上,比亚迪是如何让油电高效协同工作的呢?除了两台骁云-插混专用的发动机外,比亚迪DM-i系统中取消了传统的机械变速器,取而代之的是一套名为EHS(Electric Hybrid System)的电混系统。

EHS电混系统的本质其实是两个平行轴的电机(一个为发电机一个为驱动电机)以及一个离合器。通过EHS电混系统,DM-i系统可以实现纯电、HEV串联、HEV并联以及发动机直驱四种模式。和丰田THS系统的E-CVT变速箱一样,EHS电混系统就是比亚迪DM-i超级混动系统的“大脑中枢”。

比亚迪这套EHS系统在设计上传承自F3DM车型上的那套DM1.0混合动力系统。但从动力传递路线图来看,比亚迪EHS系统的工作原理又与本田i-MMD混合动力系统有一定相似之处:中低速主要用电机驱动车辆;高速使用发动机直接驱动车辆,驱动电机作为动力辅助。

而在比亚迪引以为傲的电池方面,DM-i超级混动系统配备了大容量动力电池,电池容量从8.3kWh到21.5kWh,纯电续航里程从50km-120km进行配置,满足不同需求。此外,比亚迪的动力电池还具备超级安全、超长寿命的特点。这款DM-i超级混动专用功率型刀片电池为全球首创,采用了串联式电芯成组设计,大大提高了刀片电池的体积利用率。

高效是EHS电混系统的一大优势,通过对发动机、发电机和驱动电机的智能功率分配,共同保障DM-i超级混动系统更多地处于高效区内工作。从关键技术到行车模式,我们能够看到“高效”二字在EHS电混系统中贯彻始终。

平顺是它的第二个特点,无论用油用电,DM-i超级混动技术搭载EHS电混系统都无需换挡,始终在一个挡位下,不给整车行驶过程中任何产生顿挫的机会,驾乘表现更细腻。可以看出,为了达成DM-i超级混动以电为主的技术设定,EHS电混系统功不可没。

比亚迪在深耕多年后拿出了DM-i超级混动这张答卷,让驾驶感受无限接近于纯电动行驶的同时,最大可能地降低油耗。

长城柠檬混动DHT

同样在去年,长城汽车在位于河北保定总部的哈弗技术中心正式首发了名为“柠檬混动DHT”的混动技术。作为长城汽车新一代混合动力技术平台,柠檬混动DHT将在接下来的几年内在长城旗下的产品中陆续铺开。

相比此前长城已经在WEY P8等车型上搭载的P2+P4的插电式混合动力架构,此次登场的柠檬混动DHT系统在油电混合效率、电动机出力比例、动力流的耦合层面上有了全面升级,从简单的P2结构直接升级到带有DHT的混联式混合动力系统。

从原理上来看,长城汽车的柠檬混动DHT技术与丰田的混联式混合动力技术相仿,都是通过一个类似于“差速器”的装置实现动力耦合。柠檬混动DHT系统的解决方案是通过一套多片离合器的结构来实现电动机和发动机之间的耦合,通过离合器片的压紧或者是滑膜状态,从而实现电动机的单独驱动,或者是发动机的驱动以及二者的同时驱动,这是整套柠檬混动DHT技术的关键。

从结构上看,柠檬混动DHT系统由1.5L/1.5T混动专用发动机、GM/TM双电机、双电机控制器、定轴式变速箱、集成DCDC组成。其中,GM电机为发电机,TM电机为驱动电机。柠檬混动DHT平台还支持三种不同的动力搭配,分别是1.5L+DHT、1.5T+DHT油混和1.5T+DHT+P4后桥电机的插电式混动系统。

虽然很多地方与丰田本田都采用同样的驱动逻辑,但在关键的两个点上,柠檬混动DHT也有自己完全不同的地方。最大的差异应该就是,柠檬混动DHT用了两级变速箱,而丰田本田比亚迪用的都是恒速变速箱。

柠檬混动DHT在高速路况下又增加了一个挡位,实现了双速混动,即发动机在高速路况时依然可以通过两个传统挡位实现动力调节。增加两个挡位的直接好处就是需要动力时,发动机可以通过降挡放大扭矩。一旦工况稳定,发动机升挡,转速可以降到更低,从而具备更好的燃油经济性。理论上,柠檬混动DHT可以为车辆带来更低的油耗。

大师观察

无论是比亚迪的DM-i超级混动系统还是长城的柠檬混动DHT系统,都让我们见识到了中国汽车品牌在混动技术领域的崛起,也意味着在日系长期把持混合动力技术的当下,消费者也终于可以在中国汽车品牌的车型上使用到由中国汽车品牌自主研发的混合动力系统了。用不了多久,我们会看到中国品牌汽车像智能手机一样,崛起并走向全世界,比亚迪长城奇瑞等中国汽车品牌,也有机会成为像丰田大众一样的全球知名汽车品牌。

不过,关于中国汽车品牌的混动之路本期还没有讲完,下一篇将为大家继续讲述奇瑞、广汽等其他中国汽车品牌的混动技术路线,敬请关注。

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