隨著各個(gè)國(guó)家相繼公布停售燃油的時(shí)間表,新能源汽車(chē)時(shí)代加速向我們駛來(lái)。從市場(chǎng)走勢(shì)來(lái)看,EV和PHEV已經(jīng)成為目前新能源汽車(chē)消費(fèi)的倆大主要選項(xiàng),而PHEV的爆發(fā)式增長(zhǎng),也從側(cè)面說(shuō)明續(xù)航短、充電慢等問(wèn)題,仍是人們EV出行的最大焦慮來(lái)源。
不過(guò),由于PHEV車(chē)型同樣裝備有動(dòng)力電池和電機(jī),因此,也有一部分消費(fèi)者在挑選購(gòu)買(mǎi)PHEV車(chē)型時(shí),仍會(huì)被一些與EV類(lèi)似的問(wèn)題所困擾。比如:冬天會(huì)不會(huì)影響動(dòng)力,增加油耗?電機(jī)無(wú)法工作時(shí),動(dòng)力衰減厲不厲害?跑高速能否依舊保持低油耗?
實(shí)際上,用戶(hù)的種種顧慮并不是毫無(wú)理由,而這些也正是車(chē)企在研發(fā)PHEV車(chē)型工作中必須要考慮和解決的問(wèn)題。那么有沒(méi)有真正意義上“全程0焦慮”的新能源產(chǎn)品呢?
近日,北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)術(shù)委員主任,國(guó)家乘用車(chē)自動(dòng)變速器工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任徐向陽(yáng)教授,專(zhuān)門(mén)發(fā)表了一篇題為《自主插電混動(dòng)系統(tǒng)對(duì)比分析》的文章。接下來(lái),我們就一起來(lái)看看,能不能在這篇文章中,為上述問(wèn)題找到答案。
PHEV主要以并聯(lián)和串并聯(lián)兩條技術(shù)路線(xiàn)為主
徐向陽(yáng)教授指出,與變速器有MT/AT/DCT/CVT/AMT一樣,混動(dòng)也有不同的技術(shù)路線(xiàn),如:串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián),其中并聯(lián)和混聯(lián)技術(shù)路線(xiàn),還有多個(gè)細(xì)分的技術(shù)路線(xiàn)。不同自動(dòng)變速器各有優(yōu)缺點(diǎn),串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)三種技術(shù)路線(xiàn)當(dāng)然也有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
汽車(chē)企業(yè)在給混動(dòng)產(chǎn)品選擇構(gòu)型的時(shí)候,通常會(huì)綜合考慮技術(shù)路線(xiàn)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),以及技術(shù)路線(xiàn)實(shí)現(xiàn)的難易程度和整車(chē)產(chǎn)品定位。就插混領(lǐng)域而言,P13(P1+P3)串并聯(lián)構(gòu)型,以及綜合技術(shù)和性能優(yōu)勢(shì)明顯,更適合高壓插電混動(dòng)車(chē)型,已成為單電機(jī)并聯(lián)混動(dòng)發(fā)展方向的P2并聯(lián)構(gòu)型,已經(jīng)成為汽車(chē)企業(yè)的研發(fā)PHEV車(chē)型所采用的兩條主要技術(shù)路線(xiàn)。
徐向陽(yáng)教授在文章中強(qiáng)調(diào),自主混動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)總體上都已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,在自主插混產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率也遙遙領(lǐng)先于外資品牌。同時(shí),徐向陽(yáng)教授還認(rèn)為,自主插混技術(shù)路線(xiàn)百花齊放,串并聯(lián)和并聯(lián)等各種技術(shù)路線(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),并對(duì)長(zhǎng)安、長(zhǎng)城、吉利、廣汽、奇瑞等,多家主流自主品牌車(chē)企的插混發(fā)展情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。
自主插混百花齊放,百家爭(zhēng)鳴
根據(jù)徐向陽(yáng)教授的在文章中的介紹,中國(guó)自主混動(dòng)技術(shù)的研究起步于吉利的雙模功率分流混動(dòng)系統(tǒng),但產(chǎn)業(yè)化很不順利,后來(lái)吉利在其7DCT的基礎(chǔ)上,集成P2.5電機(jī),推出了P2.5-7DCT并聯(lián)混動(dòng)變速器,但吉利最終還是選擇串并聯(lián),并在2021年吉利推出了雷神混動(dòng)系統(tǒng),發(fā)布了國(guó)際上首個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)3擋驅(qū)動(dòng)的串并聯(lián)混動(dòng)變速器3DHT。
比亞迪在開(kāi)啟混動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)之初就走了串并聯(lián)的技術(shù)路線(xiàn),2008年就推出第一代采用雙電機(jī)串并聯(lián)方案的混動(dòng)變速器,雖然2013年和2018年比亞迪相繼推出過(guò)P3-6DCT并聯(lián)混動(dòng)變速器,但如今最為大家熟知的DM-i則是單擋串并聯(lián)混動(dòng)變速器。
長(zhǎng)城早期也曾在7DCT和9DCT、9AT的基礎(chǔ)上,推出了P2-7DCT和P2-9DCT、P2-9AT并聯(lián)混動(dòng)變速器,但后來(lái)同樣把更多精力放在了串并聯(lián)上,最終也在2021年推出了發(fā)動(dòng)機(jī)2擋驅(qū)動(dòng)的串并聯(lián)混動(dòng)變速器2DHT--檸檬混動(dòng)變速器。
長(zhǎng)安汽車(chē)也較早開(kāi)展混動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的自主品牌車(chē)企之一,早在2008年北京奧運(yùn)期間,長(zhǎng)安汽車(chē)就投入了混動(dòng)車(chē)型開(kāi)展示范化運(yùn)營(yíng)。當(dāng)時(shí)間來(lái)到2017年和2018年,長(zhǎng)安汽車(chē)就已經(jīng)分別推出了搭載P2-7DCT的逸動(dòng)PHEV和搭載P134串并聯(lián)電四驅(qū)的CS75PHEV量產(chǎn)車(chē)型,2021年推出了采用P2-6DCT并聯(lián)混動(dòng)變速器的藍(lán)鯨iDD混動(dòng)系統(tǒng)。
此外,奇瑞2021年發(fā)布了3擋串并聯(lián)混動(dòng)變速器鯤鵬混動(dòng)系統(tǒng);廣汽于今年推出了GMC二代2擋串并聯(lián)混動(dòng)變速器;上汽今年才被更多人關(guān)注的第二代EDU混動(dòng)系統(tǒng),采用的是P2.5并聯(lián)……總之自主品牌車(chē)企在插混領(lǐng)域幾乎都有所建樹(shù)。
通過(guò)上述徐向陽(yáng)教授對(duì)自主插混發(fā)展情況的介紹不難看出,很多車(chē)企起初都選擇了P2或P2.5并聯(lián)路線(xiàn),但之后幾乎都轉(zhuǎn)向了P13串并聯(lián)路線(xiàn),就連徐向陽(yáng)教授也專(zhuān)門(mén)談到,自主單電機(jī)并聯(lián)混動(dòng)技術(shù)路線(xiàn)最具代表性、市場(chǎng)表現(xiàn)最好的就是藍(lán)鯨iDD混動(dòng)系統(tǒng)。
那為什么自主車(chē)企普遍最終都選擇了P13呢?難道是P13比P2好很多嗎?
為此,徐向陽(yáng)教授專(zhuān)門(mén)對(duì)搭載比亞迪DM-i、長(zhǎng)安藍(lán)鯨iDD、長(zhǎng)城檸檬、吉利雷神四套自主插電混動(dòng)系統(tǒng)的車(chē)型進(jìn)行了對(duì)比。這當(dāng)中,除了藍(lán)鯨iDD采用的P2并聯(lián)構(gòu)型,其余三套插混系統(tǒng)均采用了P13串并聯(lián)構(gòu)型,而對(duì)比結(jié)果或許也會(huì)大大出乎你的預(yù)料。
通過(guò)上面這張對(duì)比圖表的顯示結(jié)果,我們大致可以得出如下結(jié)論。第一長(zhǎng)安UNI-K iDD在動(dòng)力性、虧電性能、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)性能等方面的表現(xiàn)格外突出,而其余三款采用P13的產(chǎn)品中,除吉利雷神的燃油經(jīng)濟(jì)性明顯更好外,比亞迪DM-i和長(zhǎng)城檸檬的燃油經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)甚至還不如藍(lán)鯨iDD,這也顛覆了很多人對(duì)“P13更省油”的一貫認(rèn)知。
這又是為什么呢?對(duì)此,徐向陽(yáng)教授也進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
P13中高速工況下不利于燃油經(jīng)濟(jì)性
正如我們?cè)谇拔膱D片中所展示的,P13最大的特點(diǎn)是采用了兩個(gè)電機(jī),一個(gè)發(fā)電機(jī),一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于有兩個(gè)電機(jī),因此P13比P2多了一個(gè)工作模式:串聯(lián)模式。
串聯(lián)模式下,發(fā)動(dòng)機(jī)可以在高效工作區(qū)帶發(fā)電機(jī)發(fā)電,驅(qū)動(dòng)電機(jī)則可以純電驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電和純電驅(qū)動(dòng)可以同時(shí)進(jìn)行,這有利于更多地利用純電驅(qū)動(dòng)模式,也有利于改善車(chē)輛在低速虧電行駛工況下的燃油經(jīng)濟(jì)性。
然而,串聯(lián)模式因?yàn)榇嬖谀芰康亩啻无D(zhuǎn)換會(huì)增加一定的能耗損失,不如利用發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū)直接驅(qū)動(dòng)更有利。所以,在發(fā)動(dòng)機(jī)高效區(qū),如車(chē)輛在中高速行駛時(shí),P13串并聯(lián)混動(dòng)的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性就不如多擋位P2并聯(lián)混動(dòng)。
不過(guò),很多車(chē)企也意識(shí)到了這個(gè)問(wèn)題,正在將P13變速器的擋位數(shù)量從1擋增加到3擋,以實(shí)現(xiàn)更多地利去用發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū),來(lái)提高P13串并聯(lián)混動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
此外,有必要指出的是,基于P13架構(gòu)的很多車(chē)型,放棄了傳統(tǒng)變速箱,致使在很多行駛工況下發(fā)動(dòng)機(jī)都淪為了“配角”,因此,車(chē)企大多都會(huì)選擇小功率發(fā)動(dòng)機(jī)和大功率電機(jī)的組合方案,而一旦電池或電機(jī)出現(xiàn)衰減,車(chē)輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都將大受影響。
P2至少是目前想要“0焦慮出行”的最佳選擇
P13的劣勢(shì)恰恰是P2的優(yōu)勢(shì)。比如,P2有著多檔位調(diào)節(jié)動(dòng)力性好,發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)可以介入直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,低溫條件下不用擔(dān)心車(chē)輛動(dòng)力,高速工況洗油耗低等優(yōu)點(diǎn),可以說(shuō)是在保留傳統(tǒng)動(dòng)力優(yōu)秀DNA的同時(shí),又注入了電驅(qū)動(dòng)的血液,實(shí)現(xiàn)了兩者之間的完美融合。
就以藍(lán)鯨iDD為例,其使用的低速大扭矩電機(jī)利用多種領(lǐng)先技術(shù)提升工作效率和耐用性,發(fā)動(dòng)機(jī)在4款發(fā)動(dòng)機(jī)中輸出的動(dòng)力也是最高的,再加上6個(gè)直驅(qū)擋位可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)歲時(shí)介入驅(qū)動(dòng)車(chē)輛,使得車(chē)輛起步和中高速加速性能都很優(yōu)秀,即便是在虧電行駛時(shí),這6個(gè)直驅(qū)擋也可以讓車(chē)輛獲得更好的動(dòng)力響應(yīng),駕駛感受與燃油車(chē)幾乎完全相同。
不僅如此,徐向陽(yáng)教授的研究分析結(jié)果顯示,擋位數(shù)量增加可以改善經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性,并且綜合考慮動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、軸向尺寸、控制難度,P2-6DCT是比較理想的P2并聯(lián)構(gòu)型方案,而藍(lán)鯨iDD采用的恰恰就是P2-6DCT,因此,UNI-K iDD的燃油經(jīng)濟(jì)性也很優(yōu)秀,盡管車(chē)重達(dá)到了2.075噸,但NEDC循環(huán)虧電油耗百公里也僅5升。
而所有這些特性,也使得藍(lán)鯨iDD特別適合喜歡長(zhǎng)途旅行、對(duì)動(dòng)力響應(yīng)要求快、駕駛感受追求高的消費(fèi)者。不僅如此,由于P2并聯(lián)構(gòu)型對(duì)于電池和電機(jī)的依賴(lài)程度不是很高,因此,用戶(hù)也不必在意嚴(yán)寒酷暑對(duì)車(chē)輛動(dòng)力性能的影響。
看到這里,大家或許都能夠認(rèn)同,P2應(yīng)該是目前插混中最穩(wěn)定可靠的選擇,對(duì)于用戶(hù)出行來(lái)說(shuō),也是一個(gè)顧慮最少,并且還能夠兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。但為什么自主品牌普遍都轉(zhuǎn)向研發(fā)P13,而堅(jiān)持做P2的寥寥無(wú)幾呢?
徐向陽(yáng)教授認(rèn)為主要有兩點(diǎn)原因:
第一,主機(jī)廠必須要擁有自主開(kāi)發(fā)自動(dòng)變速器的能力。相比于串并聯(lián)混動(dòng)采用簡(jiǎn)單的單擋或者兩擋減速機(jī)構(gòu),P2并聯(lián)混動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)采用的是多檔位DCT、AT或AMT(面向商用車(chē)市場(chǎng)),因此企業(yè)在AT和DCT研發(fā)方面必須要有很強(qiáng)的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化能力。
第二,主機(jī)廠必須擁有很強(qiáng)的集成能力。傳統(tǒng)的P2系統(tǒng)都是簡(jiǎn)單將電機(jī)與變速器進(jìn)行直接簡(jiǎn)單疊加的方式,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)軸向尺寸長(zhǎng),無(wú)法滿(mǎn)足一些緊湊的A級(jí)車(chē)型的搭載需求,限制了平臺(tái)化的應(yīng)用。
從這角度來(lái)看,藍(lán)鯨iDD能夠獲得徐向陽(yáng)教授的贊許,也充分證明了長(zhǎng)安汽車(chē)的技術(shù)積淀。據(jù)了解,藍(lán)鯨iDD混動(dòng)系統(tǒng)的核心技術(shù)是將三離合器(K0離合器和6DCT中的K1和K2雙離合)高度集成,并采用大功率和扭矩的P2電機(jī),通過(guò)對(duì)電機(jī)與變速器的高集成設(shè)計(jì),軸向尺寸僅415mm,保證了藍(lán)鯨iDD可以實(shí)現(xiàn)從A級(jí)到C級(jí)車(chē)的平臺(tái)化搭載。
PS:
受限于EV產(chǎn)品適用場(chǎng)景的局限性,以及里程焦慮等問(wèn)題,現(xiàn)在正有越來(lái)越多消費(fèi)者將眼光投向了PHEV產(chǎn)品,市場(chǎng)的熱度居高不下,促使車(chē)企在PHEV的投入上也不遺余力,讓用戶(hù)有了非常豐富的選擇,特別是自主PHEV產(chǎn)品可謂百花齊放,技術(shù)和關(guān)鍵性能指標(biāo)也都走在了合資品牌的前面。不過(guò),由于車(chē)企對(duì)待不同技術(shù)路線(xiàn)的態(tài)度不同,也致使不同汽車(chē)品牌PHEV產(chǎn)品的性能特點(diǎn)存在顯著差異。
用徐向陽(yáng)教授的話(huà)來(lái)說(shuō),沒(méi)有最好的技術(shù)路線(xiàn)和產(chǎn)品,只有最適合企業(yè)自身優(yōu)勢(shì)和車(chē)型的技術(shù)路線(xiàn)和產(chǎn)品。無(wú)論是P2還是P13都是目前最主流的插混技術(shù)選項(xiàng),而消費(fèi)者在選擇購(gòu)買(mǎi)PHEV產(chǎn)品時(shí),則還是要結(jié)合自己的需求和喜好而定。
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