新能源|被误导多年 这才是混合动力的正确分类
作者:丁华杰
核心提示:凤凰汽车评论 2016年7月11日,《新能源消费者白皮书》统计数据显示:中国汽车市场,2012年发布了10款以上的新能源汽车,2015年发布50款以上...
凤凰汽车评论 2016年7月11日,《新能源消费者白皮书》统计数据显示:中国汽车市场,2012年发布了10款以上的新能源汽车,2015年发布50款以上的新能源汽车,并预计2018年将会有150款以上的新能源汽车发布,它们都称之为新能源汽车,到底有什么区别?
新能源汽车分类经历了多个阶段,最早的分类是按照串联、并联和混联,受制当时的技术水平和认知水平,按照不同的功能进行了分类,但是后来技术水平提升,这些类别的功能可以通过机械传动和电气连接互相实现,这种分类逐渐被淘汰。
目前,市场上有多款HEV/PHEV车型被大家熟知,比丰田普锐斯、君越/迈锐宝XL全混动、凯迪拉克CT6 PHEV、高尔夫GTE、奥迪A3 e-tron、BMW530Le、沃尔沃S60L Plug-in、BYD秦、BYD唐等,都称之为混合动力汽车,技术架构差异性非常大,如果把这些混动车型归类,我们能看出几者之间的共同点。
业内比较科学的分类方式是按照电气化部件的架构来进行区分:P0、P1、P2、P3、P4、PS以及之间的组合。
新能源技术分类示意图
如果把电机安装在发动机前段,这类型的混动叫P0架构,以皮带的方式与发动机相连,又称之为BSG,因为出力的皮带所限,多数具有直接起停的弱混。
如果把电机在发动机后端与发动机刚性相连,称之为P1,又称之为ISG,因为与发动机无法脱开,输出的动力受发动机牵绊,多以中混为主。
如果在变速器与发动机中间的离合器之后安装电机,被称之为P2,这部分技术简单易行,效率不高,但是成本相对较低,高尔夫GTE、BMW530Le都属于这种结构。
高尔夫GTE的P2架构
奥迪A3 e-tron的P2架构
BMW530E的P2架构
如果在变速器输出轴加装电机,称之为P3,这部分效率更低一些,目前比亚迪秦属于这种结构。
如果加装在后桥上,称之为P4,这部分技术多是与其它架构联合使用,例如沃尔沃S60L Plug-in属于P2P4架构,这个技术更容易实现,但是控制难度较高,很多采用P1P4、P2P4的车型都存在控制不佳带来的驾驶舒适性问题,更为致命的是,这类技术架构会更整车底盘、车身的耐久疲劳安全性带来隐患。
沃尔沃S60L Plug-in的P2P4架构
如果上述几种技术架构都是基于传统动力总成技术的改造,还有一种是专门为新能源汽车开发的电驱动系统,称之为功率分流(Power Split,功率分流),顾名思义,因为功率等于扭矩与转速的乘积,它能够通过电驱动系统更多自由度地调扭矩和转速,更多自由度(模式)实现效率最优、动力最优。
Power Split结构简图
目前,业内主流观点是最好的新能源电驱动技术是PS技术(Power Split,功率分流),丰田的THS技术、通用汽车的Voltec等采用此种技术模式,受限于丰田将单行星排、双电机系统申请了专利,通用汽车将双行星排、双电机系统申请了专利,凯迪拉克将三行星排、双电机电驱动系统申请了专利,其它企业能够介入PS技术的产品不多。
第二类应用比较多的新能源技术是P2,简单地可以理解成在发动机与变速箱之间加入一个扁平式电机,这类技术节能、驾驶质量都不及PS技术,但是初期投资少、能够快速做出来产品,更重要的是原来的发动机平台、变速箱平台都可以沿用,很多车企都选择了这个路线,德系车企居多。
第三类技术是P3,这类技术就是在主减速器上面加个电机,这类型的技术比较粗糙,由于驱动电机的工作范围不能优化,能耗较差、驾驶舒适性也比较差、技术含金量不高,目前国内比亚迪采用此项技术。
P4如果不与其它技术联合,就是纯电动技术,目前应用较多,后期我们在进行详细分析。
PS(功率分流)结构及智能控制实现效率最优
如果从功夫排行的角度来看,天下武功出少林,PS技术当属于少林派。
PS技术特征是其一是采用行星排、其二是采用双电机、其三是系统控制,三者缺一不可,丰田汽车的THS技术采用了双电机、单行星排架构,在业内普及最早也名气较大。通用汽车采用了双电机、双星行排技术架构,可以简单地理解成“双THS”技术,效率也更高、输出更为平顺,下篇文章,我们针对这两套当今新能源的巅峰技术进行更为详细的对比。
PS技术真正的内涵是通过行星排的三自由度、双电机及智能控制的互相配合,强劲、顺畅地输出动力。
丰田汽车THS3双电机单行星排PS技术结构简图
通用汽车第二代Voltec PS技术结构简图
由于相互之间的配合,这类技术油耗都比较低,通用汽车第二代Voltec技术、丰田汽车的THS3系统都在不断进化,并刷新新能源汽车的低油耗记录。
当然,对于PS技术来讲,因为采用了双电机,电驱动系统成为动力总成技术最具关键的技术,它不仅仅决定了汽车动力性能、燃油经济性,同时在构架上通过Standard-still(移动电源)提供新的生活方式。
与此同时,在发动机最高效率上面也可以做很多文章,通用汽车通过改变进排气气门相位,提升膨胀比,回收尾气的热能,提升效率,这里面有个通俗的叫法是米勒循环。也有车企称之为阿特金森循环,事实上,阿特金森循环需要变更曲轴的结构,而这些车企仅仅变更了进排气气门的相位,实质都是米勒循环。
米勒循环效率远远高于普通发动机,在动力输出方面却要弱于传统发动机,PS技术则是通过两款驱动电机一起来驱动整车,提升动力的同时提升燃油经济性。
米勒循环通过改变气门相位提升效率
PS技术采用的是双电机系统,同时通过三自由度的行星排,在驾驶过程中更为舒适,文献中实测了两种技术动力输出对比,表示车辆动力输出曲线,其中红色是PS技术,动力输出一直非常平顺,而P2的动力输出则是出现了反复的中断,当然,如果论及P3技术,舒适性基本上无法接受的层次。
P2(蓝色)技术PS(红色)技术动力输出对比
P2在欧系车中应用广泛
PS属于少林,P2当属于华山气宗一派,整体表现虽不及PS技术,也脸面上表现不错,但是,受限于历史,有那么点急于求成的意思。
P2是这几年逐步兴起的技术平台,目前来看,这种趋势还在加剧,原因在于这项技术更适用传统汽车制造商,在发动机与变速箱之间插入一个电机即可,目前,奔驰、宝马、奥迪、大众都采用这种技术架构。
奔驰E00 P2系统
原因在于,1997年的时候,全球范围内对节能减排出现两种不同的声音,一种走电动车新能源的路线,一种走柴油机路线。通用和丰田选了电气化路线,欧洲的汽车制造商则选择了通过柴油机的高效率来提升燃油经济性,此后,随着排放越来越严格,我们看到,大众汽车出现了排放门事件,欧洲汽车制造商发现仅仅通过柴油机,无法满足节能减排的要求,这项技术走入死胡同,迅速转向电气化路线,只不过PS路线被通用汽车和丰田汽车申请了相关专利,投资少、转型快的P2就成了它们不得已而为之的首选。
奔驰E00 P2系统
所以,P2并不是优选路线,而是历经路线选择错误之后耽误十多年发展,作出的一个转型追赶电气化车型的紧急方案,但是,目前来看,国内很多汽车制造商喜欢像欧系看齐,也逐步采用了这项技术,听起来也蛮有意思。
大众P2系统
笔者例举了目前几个典型P2产品,奔驰E400系统,受限于已经很紧凑的前舱,它没有空间加进去一个大电机,仅从了峰值20kW的小电机,动力性和油耗都不佳。
然后,大众汽车也采用了P2,相对来讲比奔驰的P2集成度高,动力性和经济性也好一些。
不过,P2的限制不仅仅已经慢慢的前舱,更是来自发动机及变速器的前舱热辐射,我们知道驱动电机受温度影响非常明显,发动机高温热辐射电机,电机为保护自己会进行降功率运行,直接带来的结果就是减少动力输出,这部分在长时间开车的动力性影响更为明显。
宝马P2系统
宝马汽车也不例外,也深度集成了变速器与P2模块,与大众类似,也采用了比较深度集成的技术。
P3及P1属于耍流氓
P3和P1技术有点姑苏慕容的意味,貌似什么都会点,什么都不精,说它是新能源也能牵上边,说它不是新能源也可以,但是它们自己宣传的时候总是以“正统王室”自居,有点欺世盗名的流氓意味。
P1因为成本较低,目前国内有很多企业在做。后面找机会再进行详细介绍,P3则是在国内比较流行,但是无论是驾驶舒适性、整车效率都不好,很多时候,这类车企宣传的时候,都采用Plug-in HEV的方式,这样通过国家油耗计算标准貌似油耗不错,实际开的过程中,油耗还是蛮差的,距离我们谈到的出发点“节能减排”还有较大的距离。
当然,在新能源汽车领域,我们希望看到一个百花齐放的技术和产品,但是也需要我们对于要购买的车型有个明显的辨别,后面我针对每一类别进行详细分析。
专栏介绍
近期更新
抛弃特斯拉 Mobileye 150亿美元嫁给英特尔
2017-03-14 09:33:49
什么是真正的新能源混合动力汽车?
2016-11-16 14:41:25
混动技术极致 揭秘通用与丰田异同?
2016-09-16 13:45:08
新能源骗补事件伤在哪?
2016-09-09 09:31:11
新能源历经百年方兴未艾 如今又“新”在何处?
2016-08-26 14:47:37
沪新能源补贴新政出台 哪些改变和信号?
2016-03-31 09:50:12
两会提案:无人驾驶被关注 汽车业该喜该忧
2016-03-08 10:39:12
车企热衷CES 贴近科技展找存在感么?
2016-01-06 15:39:17
美国智能网联汽车产业发展有哪些启示?
2015-11-17 10:02:37
谷歌与传统车企 谁将主导无人驾驶汽车?
2015-08-25 09:52:18
天津爆炸事故对车企的三种影响分析
2015-08-19 10:16:02
硅谷技术曲线认为无人驾驶5-10年实现?
2015-08-18 09:36:16
一周2.5休能否让房车成为风口的"猪"?
2015-08-14 10:34:50
丁华杰:新能源客车退坡释放什么信号
2015-05-04 09:34:03
车展连连看:百款新能源车意味着什么
2015-04-24 14:37:57
专栏作家
-
洪永福
专栏作者:洪永福
东风汽车公司副总规划师
-
门外车谭
专栏作者:李安定
汽车行业观察家
-
AlfredTian
专栏作者:田永秋
汽车行业资深人士
-
陈光祖
专栏作者:陈光祖
汽车工业资深专家
-
emilysuny
专栏作者:孙晓红
《汽车观察》副主编
-
吴琼
专栏作者:吴琼
汽车媒体人
-
网罗车音
专栏作者:罗磊
中国汽车流通协会副秘书长
-
张志勇专栏
专栏作者:张志勇
汽车营销咨询顾问
-
君临车市
专栏作者:周丽君
资深媒体人
-
谦谦君子瞳睛看车
专栏作者:佟子谦
-
四海车谈
专栏作者:四海一车
-
晖常车市
专栏作者:苏晖
资深汽车营销工程师
-
车市强音
专栏作者:郎永强
独立评论员
-
吴迎秋专栏
专栏作者:吴迎秋
汽车媒体人
-
车界纵论
专栏作者:余建良
汽车媒体人
-
车市欣声
专栏作者:张欣
汽车行业研究员
-
球辉车谈
专栏作者:贺球辉
独立评论员
-
周哥谈车
专栏作者:周磊
汽车行业评论员
-
肖波
专栏作者:肖波
汽车媒体人
-
少华车评
专栏作者:黄少华
汽车媒体人
-
桃然之父
专栏作者:张少华
汽车独立评论员
-
予墨Auto
专栏作者:汪军艇
汽车独立评论员
-
晨词蓝调
专栏作者:高德起
独立评论员
-
冯冲
专栏作者:冯冲
汽车财经评论员
-
予善观车
专栏作者:骆予
独立评论员
-
易新专栏
专栏作者:易新
独立汽车评论员
-
陈志杰专栏
专栏作者:陈志杰
汽车媒体人
-
程晓东专栏
专栏作者:程晓东
首席汽车分析师
-
行者吴江
专栏作者:吴江
独立评论员
-
丹东晓程
专栏作者:丹东晓程
资深汽车评论员
-
关云山专栏
专栏作者:关云山
汽车独立撰稿人
-
底特律丁华杰
专栏作者:丁华杰
汽车独立撰稿人
-
凌然
专栏作者:凌然
独立评论员
-
罗兰
专栏作者:罗兰
独立评论员
-
概说新语
专栏作者:王概
独立评论员
-
李苗苗专栏
专栏作者:李苗苗
资深媒体人
-
MiVo
专栏作者:MiVo
独立汽车评论员
-
芜下阿蒙
专栏作者:芜下阿蒙
独立汽车评论员
-
宇星评车
专栏作者:张宇星
行业专家、资深媒体人
-
风之谷
专栏作者:风之谷
独立评论员
-
蒋律师说
专栏作者:蒋苏华
北京市盈科律师事务所合伙人
-
汽车产业观察
专栏作者:陈希
中国买车网CEO
-
余德进随笔
专栏作者:余德进
中国著名人文经济学家和知名汽车评论人
-
静水流深
专栏作者:魏东升
汽车杂志社记者
-
林燃说车
专栏作者:林燃
汽车评论员
-
费墨车话
专栏作者:黄嘉刚
行业评论员
-
笑寒松
专栏作者:笑寒松
-
方向车道
专栏作者:方向
资深评论员
-
马瀚明专栏
专栏作者:马瀚明
-
庄智渊专栏
专栏作者:庄智渊
-
裴达军专栏
专栏作者:车市裴聊
-
博车闻
专栏作者:李文博
-
童济仁的汽车评论
专栏作者:童济仁
-
夏至观车
专栏作者:夏至
-
梅卿沁雪专栏
专栏作者:梅卿沁雪
-
田永春专栏
专栏作者:田永春
-
晓角昂扬
专栏作者:曹晓昂
汽车媒体人
-
国信看车
专栏作者:王国信
汽车行业媒体人
-
王逸轩专栏
专栏作者:王逸轩
-
老胡聊车
专栏作者:胡四海
汽车评论员
-
撄宁车道
专栏作者:撄宁
汽车评论员
-
思想财视界
专栏作者:陈思
财经媒体人
-
李昆生
专栏作者:李昆生
北京市环保局机动车排放管理处处长