[汽車之家 技術] 品牌是生產者和消費者共同的追求,是供給側和需求側升級的方向,是企業(yè)乃至國家綜合競爭力的重要體現,加強品牌建設是實現中國夢的基礎。在中國品牌日的6歲生日來臨之際,中國經濟正向著高質量增長轉型,品牌影響力也愈加彰顯,在這樣一個特別的日子里,我們也送上一期自主汽車品牌混動技術盤點,借此為廣大消費者們重溫那些引以為傲的“中國技術”。
說起混動技術最繞不開的話題就是日本的“兩田”(豐田和本田),起步較早的他們在混動圈里摸爬滾打多年,也讓他們成為了混動界當之無愧的霸主。
的確,有日系混動作為混動界的標桿產品,又通過不斷申請專利來封鎖技術,我國的自主品牌在混動領域一直都沒能拿出太過亮眼的成績,但隨著《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》的發(fā)布,自主品牌混動仿佛在一夜之間就開了花。不過為了您能更好地理解混動,咱們先要溫習一下電機的布置位置,以免給您講暈了。
P0:位于發(fā)動機前端的皮帶上(不可單獨驅動車輛);P1:位于發(fā)動機的曲軸上(不可單獨驅動車輛);P2:位于發(fā)動機與變速箱中間靠變速箱一側,與發(fā)動機間有離合器(可單獨驅動車輛);P3:位于變速箱后;P4:位于另一軸上(如果發(fā)動機驅動前軸,則電機在后軸)。
★ 比亞迪DM-i
傳統(tǒng)內燃機的能量損失主要體現在不完全燃燒、冷卻系統(tǒng)損失、排氣損失、機械損失以及進氣損失等等,以比亞迪全新1.5L發(fā)動機為例,這款發(fā)動機采用阿特金森循環(huán)(嚴格來說應該為米勒循環(huán)),擁有15.5的超高壓縮比,同時還具備25%高EGR率的低溫廢氣再循環(huán),可以說黑科技滿滿。
為了可以繼續(xù)使用95號/92號的汽油,比亞迪在發(fā)動機運轉時還是動了一些小心思,在可燃混合氣的壓縮階段,通過延后進氣門關閉的時間,可以使氣缸內的混合氣體再排出去一部分,讓實際的壓縮行程從活塞下止點上面一些才開始,也就是說壓縮比是按照15.5設計的,但真實的壓縮比達不到15.5,不過這樣做也是有一定好處的,那就是既減少了壓縮行程的能量損耗,同時更長的做功行程還能讓可燃混合氣燃燒的更加充分。
在工作時,廢氣中的二氧化碳和水可以稀釋氧氣濃度,還能使缸內溫度下降,燃燒變慢,從而抑制氮氧化物的生成。在低負荷工況下,比亞迪高EGR率可以減少進氣損失;在高負荷工況下,發(fā)動機通常會采用多噴油的方式來為缸內降溫,由于EGR可以降低缸內溫度,因此能夠避免多噴油,對于高壓縮比的穩(wěn)定性也有一定的幫助。
DM-i系統(tǒng)的扁線電機相較于傳統(tǒng)的電機,加工難度更大,要求精度更高,但銅線槽滿率要比傳統(tǒng)電機高50%以上,并且由于繞組之間的接觸面積更大,導熱性能也要更好。
雙電機控制器與兩個電機直接連接,這樣的好處是可以減少線纜帶來的能量損耗,同時扁線繞組使得電機最高效率達到了97.5%,系統(tǒng)效率大于90%的區(qū)間占比更是超過了90.3%,升功率密度提升44.3kW/L。
單節(jié)刀片電池采用縱向排列,這樣做的好處是可以更加節(jié)省電池包內部的空間,有助于提升電池的能量密度,同時還能降低內部的復雜結構,降低整體重量。
★ 吉利Hi·X
2018年,吉利推出了第一代混動系統(tǒng),由1.5T發(fā)動機、集成單電機的7速雙離合變速器以及動力電池等組成了插電式混動系統(tǒng),當時這套系統(tǒng)的節(jié)油率可以達到25%。
既要省油,又要在動力表現上“拿得出手”,還要能適應品牌旗下的不同車型,要達成這樣苛刻的條件,模塊化生產一系列的產品矩陣無疑是最好的解決方案。
吉利全新模塊化智能混動平臺雷神智擎Hi·X,它的家族成員包括兩款專用發(fā)動機DHE20和DHE15,以及兩款混動變速器DHT和DHT Pro。
DHE15采用米勒循環(huán),與比亞迪DM-i相同,也就是在可燃混合氣的壓縮階段,通過延遲關閉進氣門,實現膨脹比大于壓縮比的循環(huán)方式,壓縮比也達到了13。
較之比較常見的奧托循環(huán)(壓縮比=膨脹比),米勒循環(huán)發(fā)動機壓縮和燃燒過程的溫度更低,因而降低了傳熱損失也要更省油。
在DHE15上同樣配備了電動空調壓縮機和電動水泵,而吉利官方稱這款發(fā)動機的熱效率更是達到了43.32%,甚至超過了比亞迪的驍云1.5L發(fā)動機,其最大功率和最大扭矩分別為110kW和225N·m。
就目前來看,三缸機可謂是消費者“禁區(qū)”,那么吉利為什么還要堅持呢?這是因為在這套混動系統(tǒng)中,發(fā)動機能最大限度的在高效、NVH表現相對較好的轉速區(qū)間內工作,而在起步等三缸機抖動明顯的工況下,車輛可以由電機來驅動。
在DHT Pro中,與發(fā)動機相連的P1電機不僅充當了發(fā)電機的角色,同時還替代了啟停電機,兼職讓發(fā)動機更加平順的到達高效工作區(qū)間,相比P0電機,P1電機的功率更大,可靠性更好。
P2電機與比亞迪采用了相同的扁線繞組,空間利用率更高,在頂部還具備噴淋油冷技術,可以讓電機的工作更加穩(wěn)定。
與主流混動系統(tǒng)相同,DHE15+DHT Pro也能實現純電、串聯(lián)和并聯(lián)模式。純電模式就是最大輸出扭矩320N·m的P2電機單獨驅動車輛,起步或小油門加速時“出鏡率”比較高。串聯(lián)模式下,發(fā)動機通過P1電機給動力電池組充電,P2電機負責驅動車輛,并調節(jié)發(fā)動機負荷。借助純電和串聯(lián)模式,相比傳統(tǒng)車型其系統(tǒng)效率提升了30%。并聯(lián)模式下,發(fā)動機會直驅車輛,電動機輔助發(fā)力。制動過程中,電機還能實現100%動能回收。
節(jié)能減排是當下的主流,汽車領域更是如此,在降低油耗的同時還能夠帶給用戶想要的駕駛體驗是車企當務之急需要解決的。而全新的雷神智擎Hi·X混動平臺就是這樣一項省油又兼顧舒適的動力總成。
★ 長城檸檬混動DHT
去年11月,長城檸檬混動DHT獲得“中國心”2021年度十佳發(fā)動機,當選理由為:參選車輛魏牌拿鐵在取得超低油耗的同時還能保持非常好的動力響應性,能力可謂毋庸置疑。
整個混動系統(tǒng)包含1.5L自然吸氣/1.5T渦輪增壓兩款專用發(fā)動機、定軸式混動專用變速器、發(fā)電機+驅動電機、電機控制器以及集成式DC/DC系統(tǒng)。
在發(fā)動機驅動的結構上,將普通直驅增加為兩擋平行軸,也就是多了一個擋位(2擋變速),好處是可以讓發(fā)動機驅動車輛的工況范圍更廣,畢竟當車速較高后,發(fā)動機還是要比電動機更加高效。
兩款發(fā)動機和兩款變速器共延伸出三套動力組合:1.5L自然吸氣+DHT100主要應用于A級車型;1.5T渦輪增壓+DHT130主要應用于B級車型;1.5T渦輪增壓+DHT130+P4電機主要適用于PHEV架構(C級車型)。
長城檸檬混動系統(tǒng)擁有5種驅動模式,純電模式:低速工況下,發(fā)動機處于低效率區(qū)間不工作,由驅動電機直接驅動車輪;串聯(lián)模式:低速工況下或電池能量不足時,由發(fā)動機、發(fā)電機和驅動電機共同作用,類似本田i-MMD的增程模式;并聯(lián)模式:用于急加速或較高動力需求的工況,發(fā)動機為主,驅動電機為輔;能量回收模式:減速或制動工況下,驅動電機作為發(fā)電機將能量回收,為電池充電;發(fā)動機直驅模式:兩擋變速器介入,提升燃油經濟性。
★ 長安藍鯨iDD
其中液壓系統(tǒng)的壓力可達60Bar,電機功率密度可達10kW/kg,電機控制器效率超過98.5%,整套變速器可實現90%的綜合效率,而整套藍鯨iDD混動系統(tǒng)的最高傳遞效率為97%。
藍鯨混動系統(tǒng)的工作模式基本分為5種,分別為純電模式、混動模式、發(fā)動機直驅模式、能量回收模式以及充電模式。
純電模式:發(fā)動機不參與工作,由電池帶動P2電機,純電驅動,適用于城市路況;混動模式:遇到急加速時,發(fā)動機輸出拉滿,P2電機作為動力增強器提供更多的功率,經雙離合變速器調整,將動力最終輸出至車輪,整套系統(tǒng)串聯(lián)驅動。發(fā)動機直驅和能量回收模式就不多說了。充電模式則由發(fā)動機帶動P2電機為電池充電。
全系車型的電池均支持6.6kW的交流快充,而常規(guī)的快充可在30分鐘內由30%充至80%,同時還具備對外放電功能,功率為3.3kW。除此以外,電池還帶有全天候不間斷的電池熱失控監(jiān)視系統(tǒng),即使車輛在無人使用的狀態(tài)或斷電狀態(tài)下,系統(tǒng)仍然會持續(xù)監(jiān)控電池的情況,若出現異常,系統(tǒng)會及時向用戶發(fā)送信息。
★ 奇瑞鯤鵬DHT
鯤鵬動力是奇瑞汽車在動力技術領域鉆研多年的成果,是奇瑞4.0時代全域動力架構的代表作,涵蓋了燃油、混動、純電以及氫動力等多種能源形式。
在變速器方面,鯤鵬混動系統(tǒng)采用3擋雙離合的形式,其中1擋和3擋之間的傳動比差距較大,分別用來應對起步加速和提高燃油經濟性兩個方面,2擋主要起到承上啟下的作用,同時保證換擋的平順性。
★ 全文總結
過去我們說起混動,好像永遠都會圍繞著豐田和本田,畢竟他們的實力毋庸置疑,隨著《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》的發(fā)布,也大大促進了自主品牌混動技術的發(fā)展,比亞迪、吉利、長城、長安以及奇瑞這幾家的混動技術目前已經處于行業(yè)領先水平,要說這幾家的混動到底誰更強,還真不好說,畢竟各有各的優(yōu)勢,不過一輛車的好壞也不能光看技術,還必須要經受住市場的考驗,對于消費者而言,只有成熟穩(wěn)定的技術,才是居家使用的不二之選。
關注中國品牌新車,見證中國品牌發(fā)展,敬請關注5月10日中國品牌日汽車之家特別策劃,一起為中國品牌助力。(圖片來自網絡 文/汽車之家 鄭晨)
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