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殊途同歸 看各家車企的混動(dòng)技術(shù)

2021-09-08 02:31
汽車之友 2021年13期
關(guān)鍵詞:動(dòng)系統(tǒng)混動(dòng)本田

在世界各國(guó)環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)苛的今天,無(wú)論是我們中國(guó)國(guó)六B標(biāo)準(zhǔn),還是歐盟目前可謂是最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)。各家車企都面臨碳排放的減低難題,體量越大的車企可以說(shuō)在碳排放上越不占優(yōu)勢(shì)。這也就是各個(gè)新能源及電動(dòng)車逐漸火爆的原因,他們不但碳排放低,還可以賣自家企業(yè)碳積分,給那些無(wú)法達(dá)標(biāo)的企業(yè)作為交換。

與此同時(shí),內(nèi)燃機(jī)汽車發(fā)展了100多年,難道真就到了放棄的時(shí)候了?一刀切絕對(duì)不是一個(gè)理智的決定,整個(gè)社會(huì)的發(fā)展及各個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都不可能一蹴而就。所以我們目前處于一個(gè)變革的時(shí)代,對(duì)于汽車動(dòng)力單元來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)由于排放法規(guī)的日漸嚴(yán)格必然面臨即將淘汰的命運(yùn),而新能源汽車對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施的依賴又是不可逾越的鴻溝,這便誕生了,混合動(dòng)力車型,這一驅(qū)動(dòng)形式的誕生主要是在化石能源不可再生這一命題下開始的。時(shí)代發(fā)展至今,各個(gè)車企甚至包括我們的國(guó)產(chǎn)企業(yè)也在混動(dòng)領(lǐng)域展現(xiàn)出自己的實(shí)力和為這個(gè)世界而付出的努力,今天我們就來(lái)簡(jiǎn)單盤點(diǎn)一下,目前這個(gè)時(shí)代在內(nèi)燃機(jī)汽車消失前,銜接現(xiàn)在與未來(lái)最合適且最合理的驅(qū)動(dòng)形式,混合動(dòng)力(包括增程式混合動(dòng)力)。

首先,我們先將混合動(dòng)力這一概念進(jìn)行一下拆分與理解。這里我們講述的混動(dòng)需要具備幾個(gè)條件。

1:具備傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。

2:具備電機(jī)。

3:具備電池單元且有多種驅(qū)動(dòng)形式。

在這樣的條件下,目前市面上可以歸類為,傳統(tǒng)混動(dòng)車型(HEV)如豐田、本田、吉利、比亞迪、奇瑞、長(zhǎng)城等。還有就是插電式混動(dòng)(PHEV)多數(shù)一些歐洲品牌會(huì)采用如保時(shí)捷、大眾、沃爾沃、寶馬等。在這里我們主要就講市面上這些主流的傳統(tǒng)混動(dòng)技術(shù)及插電混動(dòng)技術(shù),并且通過(guò)不同企業(yè)具有自身特色的技術(shù)進(jìn)行講解。在傳統(tǒng)混動(dòng)車型領(lǐng)域,江湖流傳這樣一句話:世界上有兩種混動(dòng),一種是豐田的混動(dòng),另一種是其他混動(dòng)。

那么我們就從最出名,也是將混動(dòng)車型發(fā)揚(yáng)光大的豐田混動(dòng)技術(shù)開始說(shuō)起。豐田的混動(dòng)技術(shù)稱之為THS“Toyota Hybird System”——豐田混合動(dòng)力系統(tǒng),產(chǎn)品成熟度非常高,穩(wěn)定性強(qiáng)悍,耐久性優(yōu)秀。并且有大量的技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),這也就是為什么許多年以來(lái),豐田一直都在混合動(dòng)力這一領(lǐng)域一家獨(dú)大,并不是別的企業(yè)沒(méi)有他們的制造研發(fā)實(shí)力,而是專利上面無(wú)法繞過(guò)豐田這座大山。其中豐田的混合動(dòng)力車型最為關(guān)鍵的技術(shù),就是采用一組行星齒輪結(jié)構(gòu)的機(jī)械裝置,將發(fā)動(dòng)機(jī)和兩臺(tái)電機(jī),以最合理的方式混合在一起工作。我們都知道汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率最高區(qū)間段范圍很窄,如果想要最高的燃燒效率達(dá)到環(huán)保及節(jié)油的目的,就需要汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一直工作在最高燃效區(qū)間,豐田采用布置兩臺(tái)電機(jī)的方式利用電機(jī)特性來(lái)彌補(bǔ)這一點(diǎn)。不同動(dòng)力的轉(zhuǎn)換均由這巧妙且高效的行星齒輪組來(lái)控制。

在低速階段,可以純電驅(qū)動(dòng),將電機(jī)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致,當(dāng)車輛運(yùn)行速度達(dá)到汽油機(jī)最佳燃效區(qū)間時(shí),汽油機(jī)介入,參與一起驅(qū)動(dòng)車輪,此時(shí)便是混合驅(qū)動(dòng)。而且這些動(dòng)力轉(zhuǎn)換與銜接經(jīng)過(guò)這么多年的演變,豐田已經(jīng)將這一技術(shù)運(yùn)用的爐火純青,當(dāng)你駕駛一臺(tái)豐田混動(dòng)車型時(shí),你不會(huì)感受到任何的換擋沖擊,不會(huì)感受到任何與傳統(tǒng)汽油車的區(qū)別,同時(shí)你還可以享受到一箱油獲得更長(zhǎng)的行駛里程。但這樣成熟可靠的混動(dòng)技術(shù)就沒(méi)有缺點(diǎn)了么,其實(shí)也是有的,豐田這套混動(dòng)技術(shù)的最大弊端就是,兩臺(tái)電機(jī)是要實(shí)時(shí)串聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力端的,無(wú)論任何時(shí)候都無(wú)法斷開連接,這便造成一個(gè)問(wèn)題就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),就要時(shí)刻帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),這組電機(jī)并非傳統(tǒng)燃油車發(fā)電機(jī)那么小巧,電機(jī)需要具備發(fā)電、啟動(dòng)、驅(qū)動(dòng)等一系列功能,所以電機(jī)本身也是一個(gè)負(fù)載單元,尤其當(dāng)車輛進(jìn)入高速行駛階段時(shí),阻力帶來(lái)的燃油消耗會(huì)驟然增加。這也就是為什么豐田的混動(dòng)車型,通常在城市代步這一使用環(huán)境下極其省油,而一旦到了高速路況下,燃油消耗與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型并無(wú)太大差別。豐田這套混動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)功率也并不大,這在混動(dòng)行駛下,會(huì)讓人感受到動(dòng)力不足,這也就是為什么市場(chǎng)上普遍認(rèn)為豐田混動(dòng)車型缺乏動(dòng)力爆發(fā)感受的原因。但這些缺點(diǎn)也依然不能否認(rèn)豐田混動(dòng)系統(tǒng)在綜合方面的強(qiáng)大、穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。

下面我們來(lái)看看另一混動(dòng)大玩家本田,本田混合動(dòng)力系統(tǒng)稱為i-MMD系統(tǒng)Intelligent Multi Mode Drive智能化多模式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本田這一系統(tǒng)最為巧妙的地方就是利用了最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)完成了混合動(dòng)力輸出的目的,并且成功的回避了豐田在混動(dòng)技術(shù)上的專利壁壘。同時(shí),這套系統(tǒng)在近些年才得以發(fā)揚(yáng)光大也得益于電氣化技術(shù)的進(jìn)步,并非本田在之前做不出這套系統(tǒng),而是在以前的科技背景下,本田無(wú)法實(shí)現(xiàn)他的設(shè)想,也無(wú)法降低這套混動(dòng)系統(tǒng)的成本。而如今隨著科技的進(jìn)步這一切都得以實(shí)現(xiàn)。那么本田這套系統(tǒng)到底有什么過(guò)人之處呢,為什么對(duì)豐田形成了如此大的沖擊,接下來(lái)就為大家揭曉。

本田混動(dòng)系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)力單元的內(nèi)部并沒(méi)有豐田那么復(fù)雜的行星齒輪結(jié)構(gòu),同樣采用兩臺(tái)電機(jī),而動(dòng)力輸出電機(jī)的動(dòng)力要遠(yuǎn)大于豐田的電機(jī),同時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的時(shí)間段速度段都更要廣泛。與豐田混動(dòng)系統(tǒng)最大的區(qū)別在于本田這套系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)是可以單獨(dú)直接驅(qū)動(dòng)車輪的,也就是說(shuō)本田的混動(dòng)車型在發(fā)動(dòng)機(jī)燃效很高的速度段,發(fā)動(dòng)機(jī)可以斷開與電機(jī)混動(dòng)的路徑,通過(guò)一組離合器與車輪直接相連,從而直接驅(qū)動(dòng)車輪(與傳統(tǒng)燃油車無(wú)異),這一點(diǎn)解決了在豐田混動(dòng)系統(tǒng)中,汽油機(jī)在中高速行駛時(shí)總要被電機(jī)拖累的問(wèn)題。而本田混動(dòng)的電機(jī)馬力更大,足以彌補(bǔ)各方面的不足,以至于他們將自己的混動(dòng)稱之為銳·混動(dòng),標(biāo)榜一定的運(yùn)動(dòng)特性,而總結(jié)下來(lái)與豐田混動(dòng)的區(qū)別是,豐田混動(dòng)可以純電驅(qū)動(dòng)也可以混合驅(qū)動(dòng),本田混動(dòng)可以純電驅(qū)動(dòng),可以混合驅(qū)動(dòng),還可以純汽油機(jī)驅(qū)動(dòng),多了一種模式,也同時(shí)多了一種最佳燃效區(qū)間的應(yīng)對(duì)方式,兩種混合動(dòng)力的目的都是為了節(jié)能環(huán)保,雖然目前本田的混動(dòng)方式更加具有優(yōu)勢(shì),但兩者相差并不懸殊。那么接下來(lái)我們來(lái)看看國(guó)內(nèi)企業(yè)的混動(dòng)都是什么技術(shù)形式吧。

比亞迪DM-i Dual Mode Intelligent系統(tǒng),比亞迪的這套系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)廠家走在熱搜前端的系統(tǒng),我們?cè)诖艘惨员葋喌系倪@一混動(dòng)系統(tǒng)作為代表來(lái)介紹。這套系統(tǒng)首先在運(yùn)作原理及混動(dòng)驅(qū)動(dòng)原理上與本田的i-MMD系統(tǒng)并無(wú)二致,都是以簡(jiǎn)單直接的結(jié)構(gòu),將純電驅(qū)動(dòng),混合驅(qū)動(dòng)及機(jī)械驅(qū)動(dòng)巧妙的通過(guò)電控單元結(jié)合在一起。而比亞迪這套DM-i系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)有兩點(diǎn):

1:采用了自主研發(fā)燃效高達(dá)43%的發(fā)動(dòng)機(jī),對(duì)于節(jié)省燃油和環(huán)保這一永恒主題,提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃效是必經(jīng)之路,各個(gè)車企也是在這一方面投入最大的,在這一點(diǎn)比亞迪的發(fā)動(dòng)機(jī)在燃效方面就超過(guò)了本田i-MMD系統(tǒng)40%燃效發(fā)動(dòng)機(jī),也是這套系統(tǒng)高效的一個(gè)保障。

2:比亞迪采用自家明星產(chǎn)品磷酸鐵鋰刀片電池,能量密度及安全性也更勝一籌。刀片電池想必大家已經(jīng)不陌生,對(duì)于穿刺試驗(yàn)的安全驗(yàn)證是其最大優(yōu)勢(shì),與此同時(shí)更高的能量密度也讓混動(dòng)車型可以以純電驅(qū)動(dòng)行駛更長(zhǎng)的距離。

在這兩點(diǎn)技術(shù)加持下,比亞迪的混動(dòng)車型,無(wú)論是售價(jià),技術(shù)基礎(chǔ),安全性等方面都足以和本田i-MMD系統(tǒng)相媲美,在某些方面甚至超過(guò)對(duì)手。

吉利混動(dòng)系統(tǒng),吉利這家企業(yè)近些年的發(fā)展大家有目共睹,不要認(rèn)為與沃爾沃的合作只是在汽油車領(lǐng)域,在電氣化改革的進(jìn)程中吉利依然沒(méi)有落后,吉利的混合動(dòng)力系統(tǒng)其總原理也依然是與本田i-MMD比亞迪DM-i系統(tǒng)一致,都是通過(guò)先進(jìn)的電控系統(tǒng)將驅(qū)動(dòng)模式從電動(dòng)、混動(dòng)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)之間游刃有余的轉(zhuǎn)換。吉利這套混動(dòng)系統(tǒng)采用的發(fā)動(dòng)機(jī)燃效也達(dá)到了42%雖然略低于比亞迪的發(fā)動(dòng)機(jī),而吉利計(jì)劃在2025年前推出燃效達(dá)到驚人的49.5%的內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。吉利這套混合動(dòng)力系統(tǒng)還有一個(gè)比較值得一說(shuō)的,就是混動(dòng)專用變速箱,里面具備3擋齒比,可以有更多的速比變化,這樣就能在高速行駛的工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳燃效區(qū)間達(dá)到更高的車速。相比較比亞迪的DM-i系統(tǒng)和本田的i-MMD系統(tǒng),吉利的混合動(dòng)力對(duì)于動(dòng)力傳遞部分更加精進(jìn)。

說(shuō)完這些傳統(tǒng)混動(dòng)車型,其主要特征都是無(wú)需充電即可達(dá)到最佳產(chǎn)品力體現(xiàn),也就是節(jié)能環(huán)保的目的,同時(shí)有些企業(yè)還能兼顧一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)感受,而還有一種混合動(dòng)力為插電式混動(dòng),原理當(dāng)然也顧名思義,就是這種混動(dòng)形式是需要為車輛充電的,如沃爾沃、保時(shí)捷、大眾、寶馬等一眾歐洲企業(yè)多數(shù)采取這種形式,這種混動(dòng)具備較高容量的電池,有些具備較強(qiáng)的動(dòng)力輸出特性,但都需要充電操作才可以達(dá)到完整的產(chǎn)品體驗(yàn),這一混動(dòng)形式也和一眾歐洲企業(yè)目前的規(guī)劃有關(guān),他們都在大力向純電驅(qū)動(dòng)形式轉(zhuǎn)變,插電混動(dòng)其結(jié)構(gòu)及原理要簡(jiǎn)單于傳統(tǒng)的混動(dòng)形式,所以在研發(fā)周期等方面都更加節(jié)省成本,而這種混動(dòng)方式是終將被淘汰的,最終也許我們都將進(jìn)入純電時(shí)代,那時(shí)這個(gè)世界再無(wú)內(nèi)燃機(jī)的轟鳴。

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