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更多的选择实现更好的性能,奇瑞鲲鹏DHT混动技术解析

2022年06月18日 10:53:01
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来源:汽车头条

我们常说,时尚是个轮回,一些流行元素总是走在兴起、衰落、再兴起的路上。同样,一些技术的发展,也伴随着开始、停摆、兴起的轮回特征。

在螺旋式的创新中,一些技术在时间的推动下,有了全新的发展。汽车驱动技术的发展,就符合这种特征。

1881年,法国工程师发明了世界上首辆搭载铅酸电池的可充电电动汽车,比1886年卡尔·本茨发明燃油车还要早。但是,受限于当时的技术能力,电动汽车并没有得到有效发展,反而是作为后来者的燃油车在之后的不断创新中,一直挺立到现在。时至今日,随着各个国家将新能源汽车列为重点发展项目,电动汽车,又迎来了新生。

与纯电动车一样,混合动力汽车的诞生时间也很早。1896年,世界上第一辆混合动力汽车原型“阿姆斯壮辉腾”诞生,但混动技术难度相对较高,市场需求也不大,而且在技术上也有很多不完善的地方,因此,在20世纪40年代时,关于混动汽车的研究就此停摆。

不过,上世纪70年代油价飞涨,“省油”成为汽车技术研发的新方向,以发动机和电动机进行驱动的混动车型走到台前。

时间来到2022年,伴随政策的支持及油价的攀升,全新的混动车型、全新的混动技术纷至沓来,混动市场再次热闹起来。以技术立企的奇瑞汽车不会错过这种大秀“肌肉”的时刻,拿出了自家第二代混动技术—鲲鹏DHT混动。

关于混动技术的评价标准,都会落在“省油”这点上,但是以什么样的方式实现省油,各家企业在不同的时间点中也给出过不同的答案。那么,在2022年混动技术爆发元年,奇瑞的鲲鹏DHT混动是怎么做的?

要想深入了解,我们需要先对混动的基本原理和混动的技术路线做一个小小的铺垫。

我们都知道,燃油车能量的传递方式单一,发动机做功之后产生热能,随后热能转化为机械能,以此驱动车辆行驶。混动车型,由于加入了电动机、电池之后,这种能量的传递方式,就从简单的热能-机械能,变为热能-电能-机械能。

根据常识我们都知道,随着汽车重量的增加,油耗也会随之增大。那么,为什么混合动力车型,在原有的燃油机基础上,加入电池、电动机之后,会变得省油了呢?

在这儿我们引入一些基本概念,热力学第一定律和热力学第二定律来解释。热力学第一定律,就是我们熟知的能量守恒定律:不同的能量之间可以互相转化,但是总和不变。关于热力学第二定律,简单概括一下,能量有高品质和低品质之分,热能是低品质能量,电能和机械能是高品质能量,根据热力学第二定律,高品质能量可以完全转化为低品质能量,但是低品质能量无法完全转化为高品质能量。

在纯燃油车中,发动机做功,从热能到机械能的转换效率很低,目前最高效的发动机,热效率大概也只能做到43%左右,剩余的近60%都无法转化为机械能。但是在混动车型中,因为电动机的加入,从电能到机械能,转化效率非常高,在条件允许的情况下,甚至能够做到超过99%。另外,发动机工作效率高低和工作工况也有密切联系,因此,如果将发动机工作效率保持在最佳工作区间,将热能最大程度转化为电能,再将电能完全转化为机械能,通过减小能量损失,就能够达到省油的目的。

说完基本原理之后,我们再来看看目前混合动力的技术路线。目前,混合动力包括串联、并联以及混联三种基本的技术路线。

图片来自 知乎答主 王元祺

串联技术路线,顾名思义就是将发动机、电池、电动机串联在一起,发动机在该系统中完全不参与驱动工作,只起到发电的作用,由电动机作为驱动来推动车辆行驶。这种方式的好处是,发动机由于不受路况条件限制,可以始终保持在最佳工作区间,而电动机则保证以最高能量效率驱动车辆,从而达到节油的目的。不过,这种路线的劣势在于,发动机无法直接驱动车辆,在高速工况或者是电池低电量情况下,能耗表现并不理想。

图片来自 知乎答主 王元祺

并联技术路线,通过增加耦合装置,发动机与电动机采用并联的方式,二者既可以使用电动机驱动车辆,也可以使用发动机驱动车辆,还可以实现二者共同驱动车辆。这样在一些高速工况下,发动机处于最佳工作区间中,便能够实现油耗和动力的平衡;在低速工况下,仅使用电动机工作,以此来节省油耗;在急加速或者上坡路况中,电动机可以和发动机一起驱动车辆,减少发动机的“压力”。不过,这种方式也有弊端,比如在电动机驱动的过程中,发动机无法为电池进行充电,还有是当电池电量低的情况下,发动机不仅需要驱动车辆,还需要为电池充电,导致动力下降,油耗上升。

图片来自 知乎答主 王元祺

混联技术路线,是目前自主品牌常用的技术路线。在混联技术路线中,由于电机数量、耦合装置的增加,能量流动可以兼顾串联和并联优势。同时,电机输出功率、发动机输出功率和发动机转速均可以实现控制,从而让发动机、电动机在多种路况、不同行驶状态下均能发挥出最大优势。

奇瑞鲲鹏DHT混动(以下简称“鲲鹏混动”),使用的就是混联技术路线。不过,相比于其他自主品牌的DHT混动技术,鲲鹏混动有几个独特的亮点。比如,大部分混动技术中,变速箱挡位只有1个,少部分企业会使用2个挡位,而奇瑞为鲲鹏混动变速箱加入了3个物理挡位。我们知道,变速箱是用来变换驱动力大小的关键部件,变速箱挡位的增加,可以让车辆在在低速、中高速等不同路况下,分配不同的驱动力,从而减小动力负载,达到省力、节油的目的。

鲲鹏混动系统采用1.5T发动机+双电机组合,通过三档齿比的变速箱,最大输入扭矩能够达到510N.m。1.5T发动机+双电机组成的“3擎”,都可以单独来驱动车辆。在3挡变速箱的帮助下,鲲鹏混动拥有了单/双电机驱动、增程、并联、发动机直驱等9种驱动模式,可实现11个组合档位。

具体来看,单电机纯电模式中,发动机及电机1均不工作,由动力电池给电机2供电,驱动电机驱动⻋轮,适合城市堵车或者低速起步巡航行驶工况。

双电机纯电模式中,发动机仍不工作,动力电池给电机1和电机2供电,由两个驱动电机驱动车辆行驶,适合红灯后或堵⻋结束的起步加速。

串联模式中,发动机开始工作,带动电机1发电,给动力电池充电,而动力电池再给电机2供电,由电机2驱动车辆。该模式通常会发生在电池电量不足的城市巡航工况中。

发动机直驱模式中,动力电池、电机1、电机2均不工作,此时发动机工作直接驱动车轮,该模式通常会出现在高速长途行驶工况中。

并联模式中,动力电池给电机1和电机2供电,发动机同时也工作,与电机1/电机2并联驱动⻋轮,该模式通常会出现在全速上坡、全油⻔加速、高速急加速工况下。

驻车充电模式中,发动机工作,带动发电机1工作,给动力电池充电,该模式会发生在等红绿灯、停⻋等人、堵⻋怠速时。

行车充电模式中,发动机工作,带动电机1工作,给动力电池充电,同时发动机直接驱动⻋轮,该模式通常出现在低负荷状态下慢速行驶时。

另外,鲲鹏混动中还包括单电机、双电机制动能量回收两种模式,通过制动过程产生反向扭矩,从而给动力电池充电。

通过多种模式、多物理挡位的不同组合,鲲鹏混动可以在起步、拥堵、中高速超车、停车怠速、制动等绝大多数工况中做到节能与性能的平衡,从而实现更好的驾乘体验。

今年3月底,首款搭载奇瑞鲲鹏混动系统的瑞虎8 Plus鲲鹏e+两驱版车型已经上市,100km的纯电续航、5.0L的亏电油耗、7S的零百加速,加上最高不过18万元的售价,给混动市场带来了新的活力。更多的选择实现了更好的性能,更多的控制实现了更好的体验,相信奇瑞也将借着鲲鹏混动系统,在未来带给用户更多惊喜。

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