2020年10月27日,由工業和信息化部指導、中國汽車工程學會組織編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》(以下簡稱「路線圖2.0」)正式發布,此次路線圖2.0所帶來的一個重要的概念「全面電驅動化」以此為基礎,未來汽車產品將主要由兩類構成:純電動和混合動力。未來傳統燃油汽車將全部轉變為混合動力車。
時隔一個月後,2020年12月15日,長城汽車在其誕生地中國保定,向世界發布了「檸檬混動DHT」技術。按照此次官方對其的定義,「檸檬混動DHT」技術,是高度集成的、高效能、多模油電混動系統,採用雙電機混聯混動技術,可實現全速域、全場景下高效能與高性能共存。
而提到混合動力技術,我們的鄰邦島國日本絕對是走在了世界的前列,那麼此次長城發布的混合動力技術,到底有什麼特點,從技術路線上,與日系品牌殊途同歸呢?還是更具中國特色呢?下面我們不妨來比較一下。讓我們先來看看日系是怎麼樣做的?
日產和本田把電力作為唯一動力源,最大限度用電達成節能與駕乘感受的目標
從目前的技術路線來看,日系基本上可以劃分為三大方向,兩大動力路徑,首先根據混動複雜的程度,有串聯,並聯以及串並混合,在動力路徑上,又可以分為,以電力作為主力及油電混合(即動力分割)。
代表電力為主力的品牌,主要是日產和本田。下面我們先來了解一下,他們是怎麼做的。一直以0排放作為自身品牌目標的日產汽車,以電作為主要動力源,在推出純電動車型之外,還推出了同樣以電力作為主要動力源的e-power車型,這一技術的特點是,採用串聯形式,通過發電機通過發動機提供的能量發電,電力通過動力電池,再通過逆變器由大功率的馬達帶動車輛行駛,這樣的好處,可以節能的基礎上,達成電動車的駕駛感受。具體動力流程如下圖:
作為骨子裡就追求的極致速度和運動感的本田汽車,在混動的研發路線上,也以電力作為主要研究方向,但相比日產來說,還是要更複雜一些,以本田汽車SPORT HYBRID i-MMD技術為例,通過發動機直聯離合器,實現車輛的三種駕駛模式,即純電模式(本田主推)混合動力模式即傳統燃油模式。具體情況如下:
1.純電動模式,這也是這一技術的核心領域,當車輛使用純電動模式時,發動機不參與任何工作,完全由車輛底部的大容量電池提供動力,通過驅動用電機驅動車輪保持車輛行駛。(如下圖所見)
17kWh的大容量松下塊狀電池,可以保持車輛行駛100km,這樣續航水平,基本可以保持用戶日常的使用環境。在充電時間方面,家庭充電時間6小時(也就是俗稱的滿充),當接入外部公共充電設施時,充電80%時間約為30分鐘(也就是俗稱的快充)。
2.當需要更強的加速以及電池存量較少時,或者油門踏板深度超過75%的時候,突破純電動與混動的臨界點的時候,混動模式正式開啟。在這一模式下,發動機開始為發電機提供能量,發電機向驅動電機提供電力,由驅動電機驅動車輛行駛。(如下圖所見)
3.最後是常規動力模式,當車輛電池存量較少且仍需要高速續航的時候,i-MMD Plug in正式進入汽油機模式,這個時候汽油機通過發動機直聯式離合器直接作用於車輪,驅動車輛向前行駛。(如下圖所見)
在這裡可能有人會問,那麼在混動模式下發動機工作時候,會給電池充電嗎?答案是會,這主要與車輛的速度有關。當時速在70公裡以下時,發動機只是當作發電機來使用,只給電池充電,當時速70公裡以上時,踩油門的時候發動機保持跟車輪直連的狀態,同時電機向車輪輸出輔助動力,也就是並聯;繼續深踩油門時,回到混動模式,發動機通過離合器和車輪的連接就斷開了,作用只是給電池充電,通過電力驅動車輛。
豐田通過動力分割技術,達成不同行駛狀態的節能,駕駛以平順為主
在看完本田和日產的技術路徑之後,讓我們來了解一下,全球公認的混合動力專家豐田汽車是怎麼做的。下面筆者以THSII的技術為例,給大家解讀一下,這套複雜的動力分割混合動力模式。
眾所周知,豐田為了實現複雜的混動狀態,專門研發了動力分割機構,也就是大家熟悉的普銳斯引以為傲的行星齒輪組。通過其複雜的工作原理,來實現動力分割。首先在啟動和低速狀態下,車輛主要通過動力電池提供的動力靠馬達驅動車輛行駛。
當進入通常的驅動形式時,動力在汽油和純電之間進行切換,這裡就需要使用到動力分割機構了。具體情況如下圖所示
而當出現急加速的情況時,動力電池提供電力,發動機同時開始工作,提供更大的動力,兩者相加已達成車輛的加速。
在減速和制動的狀態下,就是電池充電的時間,具體情況如下圖
最後是電池單獨充電狀態,當電池低於車輛使用的要求時,發動機開始工作,在工作的過程中,即驅動車輛行駛,也同時為電池充電,在停車的時候,如果電力不足的話,發動機也會開始工作為電池充電,以保證電池的壽命。具體情況見下圖
充分研究中國消費者的動力和用車環境,繞過日系技術壁壘,給出全新的解決方案
過上面的介紹,相信大家對於日系的混動技術有了一個大致了解了。下面我們來看看長城汽車檸檬混動DHT技術 是怎麼做,然後再通過對比中日兩國的技術路線,看看誰更出色。
長城汽車檸檬混動DHT技術,如果通俗點說就是雙電機混聯拓撲結構,在這一結構下,可以實現車輛的多種工作模式, 在低速和起步的狀態下採用純電模式,完全由電力驅動車輛,在市區行駛時,採用串聯技術,由發動機驅動發電機發電,驅動電機直接驅動車輪。在高速及需要大動力輸出的時候,並聯模式開始介入,由發動機直接驅動車輪,發電機和驅動電機在這個過程中,調節發動機的工作點,以達成發動機的最佳工作狀態,同時也會輔助驅動車輪,最後在能量回收模式,驅動電機進行能量回收。具體情況見下圖
相比於日系品牌達成經濟性與駕駛感受並存的目的,日產和本田都選擇了少用油多用電的驅動形式,同時電力輸出具有穩定性,平順性的特點,可以很好的達成駕駛感受愉悅感,而長城汽車則是考量在發動機的最佳工作狀態,讓發動機一直工作在高效工作點區域,達成發動機能量轉化效率最大化。通過電機與發動機之間的動力匹配互補,進而達成發動機動力輸出的平順性。這樣考量也很符合國人對於汽車產品的真實狀態。大多數國人對於用電這個事情還是比較反感的,而相比之下,用油的好感度就很明顯了。
除了動力上更符合國人的習慣外,長城汽車檸檬混動DHT技術,在應該廣泛性上,也很不錯,在官方的資料中,長城汽車檸檬混動DHT技術擁有一套高效混動系統,二種動力形式(HEV&PHEV)以及三套動力總成(1.5L+DHT100、1.5T+DHT130、1.5T+DHT130+P4 ),可以匹配各級車型。特別值得一提的是,相比於日系品牌的價格,未來採用長城汽車檸檬混動DHT技術車型,價格基本與傳統動力保持一致。
編輯總結:
在看過上面的介紹之後,相信大家對於長城汽車檸檬混動DHT技術已經有了一個大致認知了。作為技術長城的代表之一,長城汽車檸檬混動DHT技術的推出,勢必會到來一場一場動力的革命,起碼這場革命會出現在SUV這一細分領域中,而隨著2021年的即將到來,越來越多的日系混動車型,將在中國現地國產,而相信像長城汽車檸檬混動DHT技術的首款產品也將在2021年上半年上市銷售,而相信充分了解中國用戶的長城汽車應該還會給我們帶來驚喜。至於技術上是殊途同歸還是更具中國特色,那就讓市場給予我們答案吧。