就像發(fā)動機的好壞不能簡單以“幾缸”來衡量一樣,混動技術(shù)的高低也絕不取決于“幾擎”。
相對于傳統(tǒng)燃油車渦輪技術(shù)取代大排量自吸而言,混合動力技術(shù)流派“有點亂”。高冷的“多模”、“雙擎”、“三擎”等等的概念,讓人看得云里霧里。行文講究簡、淺、顯,技術(shù)普及也是如此,不管多高深的技術(shù),最終是要能讓消費者有鮮明深刻的記憶與認(rèn)知。
其實,無論是“雙擎”還是“多模”,都是混合動力的范疇。標(biāo)榜“雙擎”的豐田,動力系統(tǒng)實質(zhì)上是在發(fā)動機上匹配了一套電驅(qū)動系統(tǒng),實現(xiàn)了混合動力。不過隨著其它品牌的技術(shù)發(fā)展,比亞迪通過發(fā)動機+2個電機推出了“三擎”宣傳概念,甚至還推出 “六擎”。如此的技術(shù)宣傳的確吸引了不少用戶的眼球,但對于不明真相的吃瓜群眾而言,難道說混合動力技術(shù)就是“擎數(shù)”越多越好嗎?混合動力技術(shù)就是發(fā)動機上配個電動機這么簡單?
比亞迪542戰(zhàn)略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
混動的關(guān)鍵不是幾擎,而是在“動力混合”技術(shù)
老司機們都明白,傳統(tǒng)發(fā)動機在高負荷工況下的油耗與低負荷工況的油耗相差遠不止一倍?;旌蟿恿Φ某霈F(xiàn)就是把發(fā)動機低負荷工況下的剩余能量儲存在電池里,然后在車輛運行在高負荷工況時通過電機釋放出來,從而實現(xiàn)發(fā)動機盡可能多的在高效工況下運行,達到降低油耗、節(jié)能減排的初衷。如今新推出的插電式混動車型,官方宣傳的油耗數(shù)據(jù)是一個比一個低,百公里油耗甚至低于2升,也都不是什么稀罕事,然而這都要建立在更多依賴電驅(qū)動行駛的基礎(chǔ)之上。
這個原理說起來簡單,但要實現(xiàn)起來絕非是給傳統(tǒng)動力車型加個電機這么簡單。說到這,很多關(guān)注混動動力的人會想到,歐洲品牌紛紛推出的插電混動技術(shù)的車型,就是在更多依靠電驅(qū)動行駛,才實現(xiàn)油耗在2升/百公里,何況比亞迪也是依靠其大功率電機構(gòu)成的雙模三擎的配備,讓加速性能表現(xiàn)的令人嘆為觀止。這都是源于在傳統(tǒng)動力上配上了電驅(qū)動系統(tǒng)。
事實上,電驅(qū)動對提升性能以及降低油耗的貢獻的確不假,然而即便是歐洲品牌的插電混動還是比亞迪的雙模三擎技術(shù),一旦電量耗盡,在無電狀態(tài)下的油耗,你也許很難將其與印象中的混動車聯(lián)系起來——且不說像豐田THS II那樣百公里油耗五升,甚至與同配備傳統(tǒng)動力車型相比,它們的油耗甚至更高。
原因何在?這恰恰是我們所說的“動力混合”的核心技術(shù)。這不僅要依靠硬件的支持,更需要控制系統(tǒng)的邏輯處理,而這更需要大量的試驗和長期的技術(shù)積累。例如:在不停變化的路況條件下,混動系統(tǒng)到底該用發(fā)動機驅(qū)動還是電驅(qū)動,亦或是發(fā)動機與電機混合驅(qū)動;驅(qū)動、充電、回收能量又要如何分配,都需要驅(qū)動系統(tǒng)控制模塊做出精確判斷。實質(zhì)還是取決于發(fā)動機與電動機之間的銜接機構(gòu),也就是實現(xiàn)最佳動力分割的驅(qū)動機構(gòu)。這套機構(gòu)在傳統(tǒng)動力總成里可以理解為變速器,但在混動系統(tǒng)里它并不完全是為了改變傳動比,更多的是為了實現(xiàn)動力的高效混合輸出。
全球混動高手已形成三足鼎立格局
如果說在混合動力系統(tǒng)中,實現(xiàn)深度動力混合,自然是要先說豐田THS II。這套技術(shù)的核心,就是ECVT,這是一套基于行星齒輪組的動力分割裝置。正是基于此,普銳斯 、凱美瑞 ·尊瑞以及卡羅拉 /雷凌 雙擎,它們在油耗方面的表現(xiàn)才廣受贊譽。其妙處就在于通過一組行星齒輪組,將發(fā)動機與電動機、發(fā)電機連接在一起,通過兩個電機和發(fā)動機之間反向、或同向的“用力”,來讓驅(qū)動工況與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速匹配。由于這套機構(gòu)的獨特性,豐田從THS第一代就開始為其申請技術(shù)專利。這與豐田在混合動力技術(shù)上研發(fā)較早、且執(zhí)著的投入不無關(guān)系。不過隨著混動在當(dāng)下政策法規(guī)、環(huán)境的壓力下逐漸被認(rèn)知,現(xiàn)在豐田THS II也開始面對強有力的競爭與挑戰(zhàn)。
豐田THS II混合動力系統(tǒng)
由于豐田的專利保護,亦或者是理解的不同,本田并沒有采用與豐田類似的策略,雖然是一套雙電機的混動結(jié)構(gòu),但它實際是通過兩組同等大功率電機來實現(xiàn)了它的混動,與豐田的思路不同,本田將電驅(qū)動作為主要動力,而將發(fā)動機驅(qū)動作為了輔助動力,這就是本田推出的i-MMD。這套機構(gòu)的原理倒是更為簡單,在中低速工況下發(fā)動機直接用來發(fā)電,在給電池充電的同時,僅通過電機直接驅(qū)動車輛。高速時,則直接切換到發(fā)動機直驅(qū),電機不參與驅(qū)動?;诖蠊β孰姍C的動力特性,以及本田出色的能源管理系統(tǒng),i-MMD無論油耗還是性能也都獲得了不錯的認(rèn)可度。
相比豐田與本田在混動技術(shù),通用在混動系統(tǒng)上的研發(fā)同樣值得一提。要知道,通用在混合動力方面的深耕是唯一能與豐田相提并論的。從2003年EP- system雙模技術(shù)在商用車平臺量產(chǎn),2008年通用在凱雷德上應(yīng)用雙?;靹酉到y(tǒng),也是當(dāng)時動力性能與燃油經(jīng)濟表現(xiàn)最為出色的混合動力系統(tǒng)。這套動力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)兩套EVT模式,而豐田的系統(tǒng)則只能實現(xiàn)一套EVT模式,通用雙模的兩種EVT模式一種適合低速行駛,另一種則適合高速行駛,使得通用雙模系統(tǒng)相比豐田THS能夠在更加寬泛的高效區(qū)間工作;再來說比亞迪在這兩年宣傳的雙模,其實僅僅是指EV與HEV兩種模式,與通用的雙模混動完全是兩個概念。
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在發(fā)展雙模的同時,通用在2006年還推出E-Flex系統(tǒng)理念,這一理念首次提出了靈活運用二次能源轉(zhuǎn)化,也最終影響到了通用的新能源發(fā)展方向以及新能源汽車行業(yè)的發(fā)展方面。這一理念在之后不斷完善發(fā)展,成為搭載于沃藍達第一代的Voltec電驅(qū)系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)四個模式:插電式混合動力模式、純電動模式、混合動力模式、增程式(EREV)混合動力模式。2015年第二代沃藍達亮相北美,新車采用1.5升四缸發(fā)動機+兩臺驅(qū)動電發(fā)動機,最新的第二代 Voltec電驅(qū)技術(shù)也首次應(yīng)用于該車。全新驅(qū)動系統(tǒng)比老款輕了45千克,體積減小近三分之一,對硬件系統(tǒng)進行了深度集成。
今年通用基于第二代Voltec系統(tǒng)推出的最新一代混動技術(shù),其技術(shù)核心同樣也是智能電驅(qū)單元,它擁有兩套行星齒輪組以及兩個離合器,通用這套動力分配技術(shù)被稱作Power Split,實際是“雙擎+雙行星排+雙模”的最優(yōu)技術(shù)組合。從本質(zhì)上說,這套系統(tǒng)的原理與豐田的THS II更接近。但不同的是,豐田的THS II只有一個行星齒輪組、一個驅(qū)動電機和一個小功率的發(fā)電機;通用的這套系統(tǒng)則是有兩個行星齒輪組,以及兩個“不確定職責(zé)”的大功率電機,能夠?qū)崿F(xiàn)雙 “THS”動力分配效果。
之所以說它是“不確定職責(zé)”的電動機,主要是因為這兩個電機既可以作為發(fā)電機,也可以作為電動機,根據(jù)工況由電控系統(tǒng)自己進行選擇。很顯然,這與THS II有著明顯的不同,同時在某些工況下卻與i-MMD類似(如同樣可以實現(xiàn)發(fā)動機驅(qū)動其中一個發(fā)電機發(fā)電,并由另一個電機負責(zé)驅(qū)動,這是典型的i-MMD 模式,卻是THS II不具備的)。歸納一下它的特性,即更像是集成了THS II和i-MMD的優(yōu)點,可以組合出更多的高效工作模式,既彌補了豐田THS II電驅(qū)動功率較小的短板,又能在高速狀態(tài)下,對經(jīng)濟性帶來更大的提升,同時也能獲得更加出色的加速性能。從而更有效地利用發(fā)動機高效工況,達到更省油的目的。從實際效果來看,新一代君越 混動綜合油耗僅4.7L,已低于凱美瑞·尊瑞的5.3L以及雷克薩斯ES 300h的5.4L,打破了豐田在中大型車混合動力豪華車獨大的局面??梢哉f,無論在技術(shù)結(jié)構(gòu)還是實際效果上,通用這套基于動力分割架構(gòu)的混合動力系統(tǒng)都可以令人刮目相看。
小結(jié):
就像發(fā)動機的好壞不能簡單以“幾缸”來衡量一樣,混動技術(shù)的高低也絕不取決于“幾擎”。在豐田、本田和通用這三家里,雖然目前看的通用經(jīng)濟性以及綜合效果數(shù)據(jù)更好,但并不是因為它的擎數(shù)更多,而是體現(xiàn)于第二代Voltec系統(tǒng)的創(chuàng)新性,基于雙行星齒輪的動力分割系統(tǒng)。當(dāng)然,正如前面所說,混合動力技術(shù)的變革是一個不斷提高能源輸出效率的過程,在這個能源革命的長河中,無論是哪種技術(shù)形態(tài),最終的目的都是要既能實現(xiàn)能源的高效利用降低碳排放,又能帶來傳統(tǒng)車型不具有的電氣化駕乘體驗。