說起混動技術(shù),我們首先想到的或許是以“兩田”為主導(dǎo)的THS和i-MMD架構(gòu)。但是隨著新能源變?yōu)槠囆袠I(yè)的主流趨勢,中國車企也在不斷研發(fā)自家的混動技術(shù),甚至大有趕超之勢。
目前,國產(chǎn)混動系統(tǒng),最受矚目的當(dāng)屬比亞迪DM-i、長城檸檬DHT和奇瑞鯤鵬DHT。
那么,它們都在技術(shù)方面有哪些不同?
相比傳統(tǒng)燃油車和純電動汽車,混動汽車將燃油發(fā)動機和電機相結(jié)合,作為源動力供應(yīng)。既解決了燃油車油耗高的問題,又解決了電動汽車的里程焦慮,駕駛感更好。
首先,我們要知道混動系統(tǒng)動力總成主要有并聯(lián)式、串聯(lián)式和混聯(lián)式三種形式。
并聯(lián)式是將發(fā)動機和電動機相互配合,以發(fā)動機為主,兩者動力之和共同驅(qū)動汽車;串聯(lián)式則比較接近純電動系統(tǒng),汽車由電動機驅(qū)動,發(fā)動機僅用于推動發(fā)電機發(fā)電。
而混聯(lián)式能夠同時實現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)功能,發(fā)動機和電機都能夠獨立驅(qū)動車輛。
混聯(lián)式系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置獨立發(fā)電機,使其輸出動力大于發(fā)動機和電動機輸出動力總和,也就是說,使用混聯(lián)式混動架構(gòu)的車輛動力更出色。比亞迪DM-i、長城檸檬DHT和奇瑞鯤鵬DHT都屬于混聯(lián)式混動架構(gòu)。
混動架構(gòu)大對比,都有何亮點?
“兩田”的THS、i-MMD不可置否是混聯(lián)式混動架構(gòu)的代表,而國產(chǎn)混聯(lián)式混動架構(gòu)要想實現(xiàn)超越、吸引消費者,就必須有青出于藍而勝于藍的能力,那比亞迪、長城和奇瑞所研發(fā)的混動架構(gòu)都哪些亮點?
比亞迪DM-i使用了一套名為EHS電混系統(tǒng)和專門適配混動系統(tǒng)的驍云1.5L發(fā)動機、ECVT變速箱、刀片電池等組成。
長城檸檬DHT混合動力總成由1.5L/T發(fā)動機、定軸式變速箱、GM/TM雙電機、雙電機控制器、集成DCDC組成。
奇瑞鯤鵬DHT則由一臺1.5T米勒循環(huán)發(fā)動機、混合動力專用變速箱(Dedicated Hybrid Transmission)、前雙電機等組成,值得注意的是,鯤鵬DHT是國內(nèi)唯一一個使用雙個電機驅(qū)動的混動構(gòu)架。
從賬面信息來看,三者只是在系統(tǒng)配置上有些許差異,架構(gòu)基本一致,但是再去深挖這三種混動架構(gòu),還是有著明顯差異的。
混動技術(shù)對比
比亞迪DM-i所搭載的混動專用驍云1.5L阿特金森循環(huán)發(fā)動機,熱效率高達43.04%,遠超40%的國際領(lǐng)先水平。要知道,“兩田”的i-MMD和THS所搭載的發(fā)動機熱效率也才分別達到40.5%和41%。
那這臺發(fā)動機是如何做到的呢?
這臺發(fā)動機使用了混動專用的阿特金森循環(huán)技術(shù),可以有效的將壓縮比提升到15.5,超高的壓縮比也就意味著發(fā)動機有更高的做功效率,提高燃燒效率。
與市面上的多數(shù)發(fā)動機不同,它只專注于提高熱效率,而最大功率、扭矩等統(tǒng)統(tǒng)不需要考慮。對此,比亞迪對發(fā)動機每一個能量損失的環(huán)節(jié)做出優(yōu)化,也就是EGR廢氣再循環(huán)技術(shù)。通俗來講,系統(tǒng)將排氣中的廢氣再引入到進氣管燃燒,降低進氣損失,提高熱效率。
除此之外,比亞迪還將啟動機、冷卻水泵、空調(diào)壓縮機等改為電力驅(qū)動,大范圍的“做減法”,從而減輕發(fā)動機的負擔(dān)。
EHS電混技術(shù)作為DM-i的核心,使用了雙電機串、并聯(lián)架構(gòu)設(shè)計,區(qū)別于傳統(tǒng)的傳動系統(tǒng),EHS電混系統(tǒng)兼顧驅(qū)動、傳動以及功率分流。并且雙電機平行軸的布置方式讓兩個電機可以各司其職,實現(xiàn)EV/HEV串聯(lián)/HEV并聯(lián)/發(fā)動機直驅(qū)等多種工作模式。
電池方面,DM-i使用的是比亞迪自主研發(fā)的刀片電池。考慮到車身底部空間和續(xù)航里程,比亞迪省略了把電芯組裝成模組這一步,把電芯以列陣的方式直接包裝到電池殼內(nèi),空間利用率增加到60%-80%,續(xù)航里程大大增加。并且,刀片電池采用了脈沖自加熱和冷媒直冷技術(shù),滿足電池自體加熱的需求,均勻性更好,安全性更高,還能將電池加熱效率提升到10%以上。相比傳統(tǒng)的液冷技術(shù),冷媒直冷技術(shù)將換熱率提升20%,解決冬天因為寒冷導(dǎo)致續(xù)航里程減少的困擾。
值得一提的是,刀片電池的穩(wěn)定性非常好,在設(shè)計上比亞迪將刀片電池做的較長較薄,代替橫、縱梁結(jié)構(gòu),保證電池有足夠的硬度。類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)讓電池強度更好,在嚴苛的針刺實驗下也不會使其出現(xiàn)著火、自燃的可能。
除了高能量密度和安全性外,比亞迪還為插混車型提供直流快充技術(shù),僅需30分鐘電量就可以從30%充到80%,從15%沖到80%也不過僅需40分鐘,在解決里程焦慮的同時還提供了更快的充電方式,為遠程旅途提供保障。
接下來說說長城檸檬DHT,長城并未對檸檬DHT技術(shù)透露太多核心技術(shù),但是從冰山一角的數(shù)據(jù)里仍能窺探一二。
檸檬DHT混動技術(shù)是長城為混動專門打造的全新架構(gòu),這也意味著使用檸檬DHT技術(shù)的發(fā)動機、變速箱、電機等都是重新設(shè)計的“混動專用”。而相比豐田的弱混,檸檬DHT的機艙空間能夠放下更大的電池包和電機,也能實現(xiàn)更多的混動模式。并且長城為檸檬DHT混動提供了三種動力規(guī)格,根據(jù)不同級別車型進行劃分。
A級車:1.5L混動專用發(fā)動機+DHT100變速箱的動力組合,最大功率140kW-170kW,能實現(xiàn)HEV/PHEV兩種動力。
B級車:1.5T發(fā)動機+DHT130變速箱+功率更高的電機,系統(tǒng)最大功率可達180kW-240kW。
C級車:1.5T混動發(fā)動機+DHT130,可實現(xiàn)PHEV動力,最大綜合功率可達320kW,可實現(xiàn)四驅(qū)效果,并且這套動力總成還搭載了135kW三合一兩檔電驅(qū)動后橋。
HEV兩驅(qū)系統(tǒng)模式下,最大功率可達到180kW,而在PHEV四驅(qū)模式下,前后橋雙電機同時輸出動力,能夠帶來最大320kW的動力,配合長城自家的智能四驅(qū)系統(tǒng)能夠輕松因?qū)Ω鞣N路況,即便是爬坡也能輕松應(yīng)對,在雪地時能夠?qū)崿F(xiàn)15%-18%的最大爬坡度,而在干燥瀝青路面,最大爬坡度可達到60%-65%。
與此同時,GM/TM雙電機混聯(lián)能夠讓檸檬DHT實現(xiàn)多種工作模式,其中包括EV、串聯(lián)、并聯(lián)和能量回收。在EV模式時,電機可直接驅(qū)動車輪;在串聯(lián)模式下,發(fā)動機會推動GM電機發(fā)電,TM電機驅(qū)動車輪;并聯(lián)模式下,以發(fā)動機為主驅(qū)動車輛,兩個電機負責(zé)輔助;能量回收模式下,TM電機可在車輛制動時直接回收能量,多種工作模式的切換讓不同場景用車實現(xiàn)低油耗的保障。
電池方面,長城檸檬DHT使用CTP(Cell To Pack)技術(shù)的大容量高效能混動電池,電池包能量密度高達160Wh/kg,純電模式下可實現(xiàn)200km續(xù)航里程,而行業(yè)內(nèi),只有個別PHEV車型純電續(xù)航也才超過100km,遠遠領(lǐng)先行業(yè)水平。并且,這套系統(tǒng)不僅支持6.7kW交流慢充,還提供直流快充技術(shù),最大放電功率246kW,30分鐘就可完成80%的充電。
最后是奇瑞鯤鵬DHT,相比長城的檸檬DHT,奇瑞鯤鵬的DHT則有著不同的含義。奇瑞鯤鵬DHT拆解來讀是Dedicated Hybrid Transmission,中文全稱混合動力專用變速箱,這也就意味著,它們有著根本上的不同。
奇瑞鯤鵬DHT是國內(nèi)首個使用發(fā)動機+雙電機組合的混動技術(shù),這里要注意,奇瑞鯤鵬DHT的雙電機是指雙電機驅(qū)動,而不是雙電機各司其職。也就是說,相比檸檬DHT,鯤鵬DHT更偏向以電為主的驅(qū)動模式,而發(fā)動機則作為動力電池的能源補給。
但是以電為主,也就意味著有明顯的短板,那就是——效率低,而奇瑞作為“理工男”也在這個點上尋求了突破。鯤鵬DHT使用兩臺小功率驅(qū)動電機替換高功率電機,配合FIO定點噴射油冷電機技術(shù)和TEM雙電機動力分配技術(shù),讓兩臺電機更容易運行在高效率區(qū)間,以此達到理想效果。
值得一提的是,奇瑞鯤鵬DHT的發(fā)動機有三個擋位,比檸檬DHT的雙擋位還要多出一擋,不止如此,鯤鵬DHT共有11個擋位設(shè)計,能夠通過擋位調(diào)整,再次提升兩個電機的工作效率。
鯤鵬DHT能夠?qū)崿F(xiàn)9種工作模式,并且輸入扭矩高達510N·m,低電量模式節(jié)油率大于50%。目前首款搭載鯤鵬DHT的量產(chǎn)車型 瑞虎8Plus PHEV百公里綜合油耗僅為1.3L,零百加速成績可達4.9s,可見奇瑞鯤鵬DHT混動技術(shù)實力。
總結(jié):汽車邁入電氣化已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢,而作為過渡階段,未來混動車型或許將占領(lǐng)大部分市場份額,面對更嚴苛的排氣標(biāo)準(zhǔn)這一難題,中國車企也紛紛推出自家的混動技術(shù)以作為答卷。在競爭之下,我們也能看到國產(chǎn)車技術(shù)的日益提升,相信在不久的未來,國際汽車市場也能看到越來越多中國制造。
作者/知嘹汽車 Lee