[汽車之家 電動(dòng)車技術(shù)]  從2015年開始，中國(guó)品牌和合資品牌車企開始加快發(fā)布或推出混合動(dòng)力車型的步伐。在中國(guó)市場(chǎng)，目前占市場(chǎng)份額最大的是豐田旗下的多款采用THS（Toyota Hybrid System，下稱“THS系統(tǒng)”）混合動(dòng)力系統(tǒng)的車型，包括凱美瑞雙擎、雷凌雙擎、卡羅拉雙擎以及雷克薩斯CT200h、ES300h等車型。但隨著通用旗下的別克新君越混動(dòng)版、雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版以及凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版車型在年底前陸續(xù)上市，豐田混動(dòng)車軍團(tuán)將迎來(lái)通用全新混動(dòng)車型強(qiáng)而有力的挑戰(zhàn)。究竟通用的混合動(dòng)力系統(tǒng)與豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)有何不同？通用又是如何在混動(dòng)技術(shù)上超越豐田的呢？下面的技術(shù)解析將為你揭示個(gè)中秘密。

● 賬面數(shù)據(jù)上的對(duì)比

　　通用即將推向市場(chǎng)的全新混合動(dòng)力/插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)究竟在性能指標(biāo)上與目前市面在售的熱門混合動(dòng)力/插電式混合動(dòng)力車型相比處于一個(gè)什么樣的水平呢？下面我們來(lái)看看通用的產(chǎn)品在性能參數(shù)上處于怎樣的地位？

　　上表中，凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版、寶馬530Le、沃爾沃S60L T6混動(dòng)版為插電式混合動(dòng)力車型，其余的為混合動(dòng)力車型。插電式混合動(dòng)力車型相比混合動(dòng)力車型，采用了容量更大的電池組，能夠通過車身上的接口對(duì)電池組充電，擁有更長(zhǎng)的純電動(dòng)續(xù)航里程和更低的綜合油耗。

　　 通過數(shù)據(jù)的對(duì)比我們可以看到，搭載通用最新混合動(dòng)力系統(tǒng)的別克新君越混動(dòng)版、雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版相比豐田同級(jí)別的凱美瑞雙擎，在系統(tǒng)動(dòng)力輸出參數(shù)上有所不及，但綜合油耗上有一定的優(yōu)勢(shì)。

　　而凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版不論是在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率還是混合動(dòng)力系統(tǒng)綜合功率數(shù)據(jù)上都秒殺列表中的所有車型，足見其搭載的這套全新插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)的強(qiáng)悍。

● 超越豐田THS混合動(dòng)力系統(tǒng)的地方

　　豐田THS系統(tǒng)以一組行星齒輪進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和雙電機(jī)的動(dòng)力分配，實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)變速箱平順無(wú)間斷的動(dòng)力傳輸效果，豐田稱該動(dòng)力分配系統(tǒng)為“E-CVT電子無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)”。豐田的這套系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的AT變速箱以及CVT變速箱，機(jī)械結(jié)構(gòu)上更為簡(jiǎn)單，有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化和降低機(jī)械部件的生產(chǎn)成本。截止至2014年9月末，豐田混合動(dòng)力車型在全球的累計(jì)銷量已經(jīng)超過700萬(wàn)輛。這些車上搭載的都是豐田THS系統(tǒng)。銷量也證明了豐田THS系統(tǒng)的可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性以及動(dòng)力性能是經(jīng)得起考驗(yàn)的。

　　那么這套沿用了將近20年的豐田THS系統(tǒng)（1997年12月豐田普銳斯正式推出）就真的那么神嗎？答案顯然是否定的。只采用一組行星齒輪進(jìn)行動(dòng)力分配的豐田THS系統(tǒng)的傳動(dòng)比范圍受到了限制，使得車輛只能在日常使用比例較高的車速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)化，而在一些不常見的車速范圍（如超過120km/h的高車速范圍）做了妥協(xié)。

■ 別克新君越混動(dòng)版/雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版系統(tǒng)解析

　　通用全新的混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了兩（別克新君越混動(dòng)版和雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版）/三（凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版）組行星齒輪進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)和雙電機(jī)的動(dòng)力分配，從而可以實(shí)現(xiàn)更大的傳動(dòng)比范圍和更多的工作模式來(lái)應(yīng)對(duì)不同的工況，最終實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的提升。

　　雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版和別克新君越混動(dòng)版配置了兩個(gè)電機(jī)、兩組行星齒輪和三個(gè)離合器（其中一個(gè)為單向離合器，無(wú)需電控），除了具備兩種純電動(dòng)模式（單電機(jī)EV和雙電機(jī)EV）外，還具備了低速混動(dòng)模式（大傳動(dòng)比）、中速混動(dòng)模式（固定傳動(dòng)比）以及高速混動(dòng)模式（小傳動(dòng)比）三種模式。從機(jī)械上來(lái)看，通用這套混合動(dòng)力系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)三擋AT自動(dòng)變速箱，根據(jù)不同的車速和負(fù)載實(shí)現(xiàn)了不同傳動(dòng)比的三個(gè)擋位。此外，通過切換兩個(gè)電機(jī)的“角色”（發(fā)電/輸出動(dòng)力）來(lái)配合上述相應(yīng)模式工作。

　　上圖中的單向離合器是為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)和行星齒輪組反轉(zhuǎn)而設(shè)置的。上面提到了同步電機(jī)，和同步電機(jī)相對(duì)的是異步電機(jī)。這兩種電機(jī)最大的區(qū)別是轉(zhuǎn)子速度是否與定子旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)速度一致，一致的就是同步電機(jī)，不一致的就是異步電機(jī)。一般而言，同步電機(jī)在約4000-10000rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間有較好的動(dòng)力輸出特性，為車輛起步加速提供有力的支持；異步電機(jī)在約12000-20000rpm轉(zhuǎn)速區(qū)間有較好的動(dòng)力輸出特性，可為車輛高速巡航提供輔助。別克新君越/雪佛蘭邁銳寶XL混合動(dòng)力系統(tǒng)上所采用的是兩個(gè)同步電機(jī)。下面我們將介紹的凱迪拉克CT6插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)上的兩個(gè)電機(jī)一個(gè)為同步電機(jī)，另一個(gè)為異步電機(jī)。

■ 凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版系統(tǒng)解析

　　凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版配置了兩個(gè)電機(jī)、三組行星齒輪和五個(gè)離合器，實(shí)現(xiàn)了四個(gè)純電動(dòng)模式、三個(gè)固定傳動(dòng)比模式以及四個(gè)可變傳動(dòng)比模式。更多的工作模式能夠提升車輛在各種工況下的運(yùn)行效率，從而進(jìn)一步滿足高端消費(fèi)者對(duì)動(dòng)力性能與燃油經(jīng)濟(jì)性的較高需求，也是凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版強(qiáng)調(diào)“Fun to Drive”駕駛樂趣的體現(xiàn)。

　　從上面的介紹我們也可以看到，通過增加行星齒輪組的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)更多不同傳動(dòng)比的擋位，配合雙電機(jī)的輔助實(shí)現(xiàn)了比豐田THS系統(tǒng)更精細(xì)的動(dòng)力分配以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的全面提升。這就是通用全新的混合動(dòng)力系統(tǒng)在與豐田對(duì)比中的顯著優(yōu)勢(shì)。更大的傳動(dòng)比范圍也使得通用的混合動(dòng)力系統(tǒng)能夠在更高的車速下實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)行駛來(lái)進(jìn)一步提升燃油經(jīng)濟(jì)性。雖然通用和豐田一樣，利用行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)施動(dòng)力分配，但通用混合動(dòng)力系統(tǒng)更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和完全不同動(dòng)力分配方式使其擺脫了模仿的嫌疑，完全避免了法律上的專利糾紛。

● 通用的電池設(shè)計(jì)理念

　　別克新君越混動(dòng)版、雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版以及凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版均采用了鋰離子電池組，電芯由韓國(guó)LG公司提供。別克新君越混動(dòng)版、雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版的鋰電池組容量為1.5kWh，由80個(gè)電芯組成；凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版的鋰電池容量為18.4kWh，由192個(gè)電芯組成，純電動(dòng)續(xù)航里程約為80km。

　　數(shù)量龐大的電芯對(duì)于電池管理系統(tǒng)、制造工藝（主要是電芯的焊接）、冷卻、防護(hù)等方面都提出了非常高的要求。此外，如何保持?jǐn)?shù)量如此龐大的電芯在車輛使用周期中的一致性（電壓、內(nèi)阻、容量等）也是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。

　　混合動(dòng)力版車型的電池組除了用于存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能以及制動(dòng)能量回收的電能外，更重要的是在急加速時(shí)為電動(dòng)機(jī)提供瞬間較大的驅(qū)動(dòng)電流，與發(fā)動(dòng)機(jī)共同為車輛提供盡可能大的加速性能。所以混合動(dòng)力車型采用的電池單體需要具備較大的電流輸出能力，能量密度處于次要地位。

　　對(duì)于插電式混合動(dòng)力車型的電池組來(lái)說(shuō)，它的作用除了存儲(chǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能以及制動(dòng)能量回收的電能外，更重要的是用來(lái)存儲(chǔ)來(lái)自充電接口的電能以及提供盡可能長(zhǎng)的續(xù)航里程。所以插電式混合動(dòng)力車型采用的電池單體需要盡可能大的容量和較高的能量密度，電流輸出能力處于次要地位。

　　對(duì)于一般的混合動(dòng)力車型，由于鋰電池組容量較小、電芯數(shù)量較小、電芯能量密度相對(duì)較低、發(fā)熱量較低，通用采用了主動(dòng)式風(fēng)冷對(duì)電池組進(jìn)行冷卻。

● 噪音更低的電機(jī)

　　通用GRE混合動(dòng)力系統(tǒng)最新一代的電機(jī)被用在旗下全新混合動(dòng)力/插電式混合動(dòng)力車型之上。新一代的電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子都經(jīng)過了優(yōu)化，減少稀土磁性材料的使用以及降低電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪音。

　　在不降低使用性能的同時(shí)降低稀土使用量是目前工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版上的永磁同步電機(jī)，其轉(zhuǎn)子的稀土使用量相比上一代電機(jī)降低了40%，稀土材料主要用于對(duì)高溫退磁敏感的邊界部分。而異步電機(jī)不需要采用稀土磁性材料也能較好地工作。

　　此外，采用條形繞線的電機(jī)噪音（電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)那種“滋滋”的聲音）更小。這是因?yàn)榇箅娏髁鹘?jīng)定子條形繞線時(shí)造成繞線的高頻振動(dòng)更小，從而降低了噪音。

● 系統(tǒng)集成與小型化

　　如果大家注意觀察混合動(dòng)力車型的發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部，會(huì)發(fā)現(xiàn)目前主流混合動(dòng)力車型（橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前驅(qū)車型）的發(fā)動(dòng)機(jī)艙右側(cè)會(huì)有一個(gè)長(zhǎng)方形的盒子，這個(gè)盒子是電機(jī)控制器，它可以把電池組的高壓直流電轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)電機(jī)三相交流電。

　　相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)艙，車身底部中央通道的空間更為狹窄。對(duì)于內(nèi)部集成雙電機(jī)、三組行星齒輪、五個(gè)離合器的動(dòng)力分配單元來(lái)說(shuō)，再集成電機(jī)控制器是不現(xiàn)實(shí)的。而相比凱迪拉克CT6普通版的8AT變速箱，凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版的動(dòng)力分配單元在長(zhǎng)度上是相似的，只在徑向尺寸上更大一些（簡(jiǎn)單地說(shuō)就是更粗），但對(duì)于車內(nèi)空間并沒有太大的影響。

全文總結(jié)：

　　通用最新的混合動(dòng)力系統(tǒng)以及插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)采用了多于一組的行星齒輪進(jìn)行電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的動(dòng)力分配。相比國(guó)內(nèi)現(xiàn)款在售的豐田混合動(dòng)力車型只采用一組行星齒輪進(jìn)行動(dòng)力分配，通用的系統(tǒng)擁有更大的變速范圍、更多的驅(qū)動(dòng)模式，能夠根據(jù)實(shí)際工況選擇最優(yōu)的驅(qū)動(dòng)模式以在最大動(dòng)力輸出和最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性之間取得更好的平衡。

　　此外，通用最新的混合動(dòng)力系統(tǒng)的集成化程度更高。新君越混動(dòng)版和邁銳寶XL混動(dòng)版已經(jīng)把電機(jī)、電機(jī)控制器、離合器控制電磁閥等部件集成為一體，體積上更為小巧。而凱迪拉克CT6插電式混動(dòng)版在集成5個(gè)離合器、3組行星齒輪、2個(gè)電機(jī)的情況下，在長(zhǎng)度上保持與普通8AT自動(dòng)變速箱相當(dāng)，僅在徑向尺寸上有所增加。

　　通用最新的混合動(dòng)力系統(tǒng)采用特制的鋰離子電池以及特別的電池溫控系統(tǒng)。在保證電池組容量的前提下，減少電芯的數(shù)量，減少焊接節(jié)點(diǎn)數(shù)，提升電池組工作的穩(wěn)定性。

　　綜上所述，通用全新混合動(dòng)力系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和性能表現(xiàn)上都要比目前國(guó)內(nèi)在售的豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)更優(yōu)秀。更多別克新君越混動(dòng)版、雪佛蘭邁銳寶XL混動(dòng)版以及凱迪拉克CT6插電混動(dòng)版的實(shí)際駕駛感受，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注我們即將上線的評(píng)測(cè)試駕文章。（圖/文 汽車之家 常慶林）

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