由于鋰電池技術尚未有技術瓶頸,所以純電動汽車短時間內還不能替代燃油引擎。但是碳排放的壓力依然很大,于是混合動力便成為一個更可靠、更高效的解決方案,國家對此也加大了扶持的力度。
在這樣的背景下,各大自主品牌都加大了研發(fā)力度,并且推出了新一代的混合動力系統(tǒng)。不久前,長城最新的檸檬混動DHT進行了直播拆解,看過之后感覺是有不少亮點值得一說的。
檸檬混動DHT支持油混(HEV)和插混(PHEV),而更值得關注的是這套混動系統(tǒng)的研發(fā)理念是不同的。以往國內的混合動力大多走的是歐洲技術路線,也就是在傳統(tǒng)動力總成的基礎上加裝電動機和電池,雖然結構簡單些,但混動效率卻不高。
混動技術的核心理念是取長補短,內燃機我們都很熟悉,它的特點是速度越低效率越低,高速巡航對大多數(shù)純燃油車來說是最經(jīng)濟的狀態(tài),但當停車怠速時,效率就為零,因為燃料中的能量沒有轉換成動能。而電動機正好相反,低速是它最擅長的領域,但是高速續(xù)航就不行了,純電動車的高速電耗都是高于城市電耗的。所以內燃機和電動機具有很強的互補性,讓二者協(xié)同工作以達到1+1>2的目的。
而從效率的角度去說,大眾或者是歐洲的PHEV是不如本田iMMD和豐田THS的。表面上看,豐田、本田的油混和歐系PHEV最顯著的結構區(qū)別就是,它們都沒有傳統(tǒng)意義上的變速箱。雖然實現(xiàn)的手段不同,本田iMMD更像是電傳動,而豐田THS則是在做動力分流,但是核心的思路是一樣的——讓電動機為發(fā)動機調速、調扭,從而提升整套動力總成的效率。
借用這張發(fā)動機萬有特性圖來說明。圖中X軸是發(fā)動機的轉速,Y軸是發(fā)動機的扭矩,而一圈一圈的代表發(fā)動機的工作效率,顏色越深越紅意味著效率越高。本田iMMD和豐田THS,它們的電機可以在X軸和Y軸兩個維度來調節(jié)發(fā)動機的工作狀態(tài),盡可能讓發(fā)動機工作在最高效區(qū)間。
而歐洲的PHEV車型,它們的電動機只能調節(jié)Y軸(扭矩),調節(jié)X軸(發(fā)動機轉速)的工作還是需要變速箱來完成。有擋變速箱最大的缺點就是,變速不連續(xù),是一擋一檔跳動的,所以總有一些工況,發(fā)動機很難在高效區(qū)間運行。
檸檬混動DHT則是與日系高效混動有異曲同工之妙,它的結構有異曲同工之妙。檸檬混動DHT同樣沒有傳統(tǒng)意義上的變速箱,由發(fā)動機、一號電機、二號電機和電池組成的,其中一號電機會將機械能轉化成電能,二號電機則充當著輸出的角色,由它來驅動車輪。在這套系統(tǒng)中發(fā)動機更近似于發(fā)電機的角色,所以無論外部的行駛環(huán)境如何,發(fā)動機基本都在其最高熱效率區(qū)間內工作,從而實現(xiàn)省油的目的。
另外檸檬混動DHT還有一個發(fā)動機直連模式,類似于本田的iMMD,為的是在高速巡航時更充分的利用發(fā)動機,因為在這種工況下發(fā)動機的效率最高。但是和本田的iMMD不同是,檸檬混動DHT在直連的基礎上增加了一個兩速變速箱,如此可以更大范圍的利用發(fā)動機的高效區(qū)間,這也長城汽車一個創(chuàng)新技術。
最后檸檬混動DHT系統(tǒng)還有很強的拓展性,可以兼容1.5升自然吸氣引擎、1.5T渦輪增壓引擎,此外還可以拓展出插電混動系統(tǒng),并且每種動力總成都有不同性格和取向。以1.5升自然吸氣引擎為核心的混動系統(tǒng),主要是匹配小型車輛,主要是突出高效和省油。這臺1.5升自然吸氣引擎也有諸多亮點,比如阿特金森循環(huán)。壓縮行程進氣門晚關,進而使膨脹行程(進氣行程)大于壓縮行程(做功行程),膨脹比大于壓縮比,延長了做功行程,使得燃燒發(fā)出的能量能夠得到更加充分的利用,這樣就達到了更高的燃燒效率和更低的油耗表現(xiàn)。
不過阿特金森有兩大缺點:在低速狀態(tài)下,進氣被上行的活塞頂出,進氣量不夠,動力不足。同時,由于發(fā)動機還是長行程設計,高速行駛時膨脹行程長,導致功率不高。但這兩大“缺點”卻正好可以被混動車型利用,這是因為混動車型在車輛起步階段由電動機驅動,高速可以有電機輔助,不僅完全可以彌補動力不足的問題,還實現(xiàn)了1+1>2的效果。
再比如冷卻EGR廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。冷卻EGR廢氣再循環(huán)技術是把發(fā)動機排出的部分廢氣冷卻后,再送回到進氣歧管,與新鮮混合氣一起進入氣缸。歐洲車企常常使用冷卻EGR技術降低柴油發(fā)動機的排放、油耗、爆震,在驍云1.5L發(fā)動機上,冷卻EGR的作用同樣是如此。
由于廢氣不含燃料和氧氣,無法參與燃燒,但它可以吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量,來降低燃燒溫度和壓力,進而減少NO的生成量,降低排放(高溫高壓會促進NO生成)。另一方面,更低的溫度也可以讓燃燒更加充分。
據(jù)官方介紹,首款搭載DHT系統(tǒng)的緊湊級SUV百公里油耗僅為4.7L,由于官方通常是根據(jù)工信部的測算標準來計算的,實際駕駛中的油耗,等拿到試駕車實測之后再來聊聊。
此外還有以1.5T引擎為基礎的混動系統(tǒng),則更突出動力,最大動力能夠達到240kW。這套系統(tǒng)有點類似于原先的混合動力,但是還是由雙電機為發(fā)動機調速調扭,效率層面會有一定提升。不過我覺得這類混動系統(tǒng),并非最好的解決方案,畢竟混合動力是為了將燃燒效率最大化。當然,對于消費者來說倒無所謂,畢竟只要開著順暢,再加上強勁的動力,還是能討好很多人的。
總體來說長城的檸檬混動DHT系統(tǒng)是一個突破,長城汽車擁有了真正高效的混合動力系統(tǒng)。此外在政策的鼓勵下,會有更多的自主高效動力總成出現(xiàn),這是好事,我也期待自主技術能夠打破日系的壟斷。