2020年11月9日,以進口整車的方式在中國市場銷售的大眾全新途銳eHybrid正式上市,官方建議零售價為67.98萬元。新能源情報分析網隨後對基於燃油版途銳同款縱置四驅平臺,在2.0 TSI發動機與8AT之間增加1組驅動電機,保留帶有託森式中央差速器的4MOTION恆時四驅系統的途銳eHybrid進行了體驗,並就其電驅動技術、多種路況通過性和三元裡動力電池熱管理控制策略,進行了高海拔工況的深度測試。
1、全新途銳eHybrid整車基礎技術狀態:
全新途銳eHybrid長寬高4878x1984x1711mm、軸距2894mm,整車自重2.362噸;1臺驅動電機設定在EA888型2.0 TSI發動機和8AT之間(縱置布局),並匹配了1套與途銳燃油版適配的、帶有託森式中央差速器的4MOTION恆時四驅系統,打造出更加高效強勁的動力總成與驅動系統。
全新途銳eHybrid與燃油版途銳均配備了數位化駕駛艙Innovision Cockpit。相對上一代途銳,全新途銳eHybrid的三幅面方向盤的材質進行了優化,並植入了電容式傳感器與觸摸式組合開關,提高行車過程中對模式切換、音量提升和駕駛員用顯示屏信息選擇的準確性。12英寸可自定義式全液晶儀表、15英寸Discover Premium信息娛樂系統與HUD抬頭顯示共同構成數位化矩陣,虛擬按鍵、語音控制與手勢觸控取代傳統的機械按鍵,駕駛輔助、信息娛樂、舒適調節等相關參數信息一覽無餘,此外,中控屏還可以顯示不同行車模式和EV與PHEV驅動狀態的實時能量分配狀態。
綜合輸出功率270千瓦、最大輸出扭矩700牛·米的全新途銳eHybrid,擁有強大的插電混合動力驅動系統,該系統由1臺縱置2.0 TSI發動機,1臺驅動電機和1臺8AT縱置共同構成(2.0 TSI發動機最大輸出功率185千瓦、最大輸出扭矩350牛米;永磁同步驅動電機最大輸出功率100千瓦、最大輸出扭矩350牛米;實際裝車總功率為270千瓦),三者傾力協作,帶來出色的動力成績——車輛0-100公裡/小時加速時間僅為5.7秒、EV模式下NEDC續航裡程為58公裡、最大綜合續航裡程達1000公裡。
藍色箭頭:2.0 TSI發動機扭曲軸輸出端串聯1組驅動電機,驅動電機後端設定1臺8AT,構成1套標準的縱置並聯PHEV驅動技術架構
紅色箭頭:全新途銳eHybrid車身焊接的防火牆和前部焊接採用全鋁材質
白色箭頭:全部動力艙的散熱器加強組件採用鋼材質
黃色箭頭:伺服三元鋰動力電池高溫散熱和低溫預熱循環管路的補液壺
綠色箭頭:伺服發動機和驅動電機高溫散熱循環管路的補液壺
通過熱成像儀獲取「怠速」狀態,車輛的動力電池液態熱管理系統循環管路內冷卻液約為15-18攝氏度。
通過熱成像儀獲取「怠速」狀態,車輛的發動機與驅動電機共享循環管路內冷卻液約為26.3攝氏度。
需要注意的是,獲取兩組循環管路冷卻液溫度時,這臺全新途銳eHybrid已經啟動並「怠速」運行約5分鐘,由於動力電池處於滿電狀態,2.0 TSI發動機並未啟動。
在中央顯示屏中可以調取能量分配選項,並在E-MODE(全電驅動)和混合動力(油電混合驅動)兩種行車狀態進行切換。在E-MODE狀態,全新途銳eHybrid就是依靠來自三元鋰動力電池輸出的電量,當電量耗盡(達到整車控制系統認定的低電量閾值)自動切換至混動動力模式強制進行怠速發電或行車發電。在混合動力狀態,車輛能夠根據預設的經濟、標準、運動、個性化、越野和雪地等不同的駕駛模式以及由此帶來的不同前後驅動橋扭矩分配比例、油門踏板深踩程度等因素進行綜合能量(來自發動機的扭矩與來自電動機的電量)的實時在分配。
在E-MODE狀態,全新途銳eHybrid全電驅動NEDC續航裡程為54公裡,當然這是一個較為理想化的數據。實際全電續航裡程還要根據室外溫度、單程續航力距離、駕駛習慣以及道路擁堵狀態比對。
在混合動力狀態,全新途銳eHybrid具備3種細分油電分配規則。
提升電量:行駛由發動機為動力電池進行「怠速充電」或「行車充電」。
保持電量:可以認為設定動力電池SOC值,高於這個設定值,根據選擇的行車模式(經濟或越野類),在發動機與電動機協同運行,消耗來自動力電池電量至設定值;低於這個設定值「怠速充電」或「行車充電」。
預留電量:當動力電池消耗過多電量後,可以認為設定一個更高的SOV值,在任意行車模式中強制「怠速充電」或「行車充電」。
後文將會根據不同路況對全新途銳eHybrid在混合動力狀態下來自發動機的扭矩與來自驅動電機的充放電控制策略進行重點解讀。
全新途銳eHybrid搭載的1套由三星SDI提供的軟包電芯構成的動力電池總成(裝載電量18度電),最大充電功率可以達到20千瓦的OBC與動力電池總成一同設定在車身焊接後地板之上(佔用了原本用於備胎存放的空間,而只提供補胎工具)。
綠色箭頭:全鋁材質的動力電池總成
黃色箭頭:最大充電功率8千瓦的OBC(疑似與發動機和驅動電機串聯在一個高溫散熱循環管路內)
紅色箭頭:從前部動力艙引過來的動力電池液態熱管理系統的循環管路(1進1出)
從這套裝載電量18度電的三元鋰電池系統布置在原來備胎存放的空間,而沒有布置在駕駛艙低端或後驅動橋靠近油箱之間比對,全新途銳eHybrid使用的車身焊接與燃油版的差別不會很大,甚至是完全共享,以獲得更低的製造成本和更短的生產周期。
來自進口大眾官方發布的信息看,第三代途銳(包括燃油版和eHybrid版)的車身採用由不同類型的鋼材質與鋁材質混合而成。採用鑄造工藝的鋁材質用於駕駛艙與動力艙之間防火牆下端(兩側)和後後懸架的下擺臂。自重較輕、強度更高的熱成型鋼則應用於A柱、B柱以及車頂兩端,以提高來自側面撞擊時的駕駛艙的被動安全性。自重最小且不用承受衝擊力的鋁材質多用於前機蓋、五門車門外蒙皮等覆蓋件。
對於軸距達到2800mm級別的全新途銳eHybrid而言,增加了1套電驅動系統和動力電池以及附加循環管路之後,整車自重還能控制在2.3噸左右,可見整車層面應用不同材質換來的輕量化效果十分出色。
上圖為全新途銳eHybrid的由雙A擺臂構成的前懸架細節狀態特寫
紅色箭頭:由2組鋁材質拉杆構成的上A型擺臂
藍色箭頭:鋁材質的下A型擺臂
白色箭頭:鋁材質前轉向節
綠色箭頭:前減震器總成下端的鋁材質拉杆
黑色箭頭:鋁材質前穩定杆小連杆
黃色箭頭:鋁材質前副車架
上圖為全新途銳eHybrid8AT技術狀態細節特寫
白色箭頭:8AT集成的前驅動橋外殼體
黃色箭頭:8AT鋁材質外殼體
藍色箭頭:將8AT固定在車身焊接的鋁材質託架
上圖為全新途銳eHybrid適配的集成驅動電機ZF三代8AT刨面圖細節特寫
黃色箭頭:從2.0T發動機輸出的動力經過驅動電機和8AT以及中央差速器至後驅動橋的扭矩傳遞路徑
綠色箭頭:由中央差速器向前驅動橋進過前傳動軸傳遞扭矩路徑(前傳動軸位於副駕駛員一側)
藍色箭頭:前傳動軸將扭矩傳遞至前驅動橋後,再分配至左右驅動輪的路徑
紅色箭頭:最大輸出功率100千瓦、最大輸出扭矩350牛米的驅動電機
上圖為沒有集成驅動電機的ZF第3代8AT技術狀態細節特寫
黃色箭頭:從2.0 TSI發動機輸出的動力8AT以及中央差速器至後驅動橋的扭矩傳遞路徑
藍色箭頭:由中央差速器向前驅動橋進過前傳動軸傳遞扭矩路徑(前傳動軸位於副駕駛員一側)
白色箭頭:前傳動軸將扭矩傳遞至前驅動橋後,再分配至左右驅動輪的路徑
紅色箭頭:沒有集成驅動電機的位置
需要特別注意的是,全新途銳eHybrid搭載的這套由ZF提供的8AT,集成1組最大輸出功率100千瓦的驅動電機和液力變矩器。換句話說,途銳燃油版只要用帶有驅動電機的8AT,替代普通ZF三代8AT既可以完成模塊化換裝。而這套ZF第三代集成驅動電機的8AT,可以根據適配車型的具體需求,諸如全新途銳eHybrid,集成帶有託森式中央差速器、前傳動軸以及前驅動橋總成。
上圖為全新途銳eHybrid多連杆架構的後獨立懸架技術狀態細節特寫
藍色箭頭:後驅動橋差速器
綠色箭頭:後差速器至後驅動輪的傳動半軸
白色箭頭:鋁材質上A型擺臂的後端拉杆
黃色箭頭:鋁材質後控制臂
紅色箭頭:採用鑄鋁工藝的下託臂
全新途銳eHybrid前後獨立懸架,全部由鋁材質拉杆或擺臂以及強度更好的鑄鋁託臂構成,操控性與輕量化與燃油版完全一致,代表了大眾汽車近百年來積累的材料工藝和整車製造的豐富經驗。
2、途銳eHybrid多種路況下的電驅動技術狀態:
在對途銳eHybrid進行多種路況測試前,對搭載V型6缸3.0 TSI發動機的途銳燃油版進行了試駕,感受了一下最大輸出功率340千瓦、最大輸出扭矩450牛米的「推背感」與通過複雜路況充沛的動力儲備。然後對途銳eHybrid在鋪裝路面進行了試駕(PHEV模式+SPORT模式),經過電動化加持,以性能取勝的PHEV技術解決方案,可以輕鬆超越以扭矩線性輸出的大排量帶有渦輪增壓技術加持的內燃機。
在室外溫度不超過17攝氏度,道路擁堵狀況良好的麗江城區,最高限速50公裡/小時,將途銳eHybrid調節至EV+經濟模式,以降低因為信號燈和斑馬線自動停車禮讓行人等交通習慣帶來的高能耗。
在中央顯示屏可以讀取EV模式下途銳eHybrid加速時電量分配狀態(來自動力電池向驅動電機輸出電量)。
在進入盤山道(上坡),將車輛調節至油電混合(預留電量)+運動模式。這樣的扭矩+電量分配組合,為的是讓2.0 TSI發動機與驅動電機將全部扭矩與電量分配至驅動,而不會因為電量過多消耗後進行行車充電引發的動力相對不足。
上圖顯示的途銳eHybrid動力電池電量處於紅色箭頭所指的狀態。通過白色箭頭,將動力電池電量升至黃色箭頭所指的高位,此時途銳eHybrid處於預留電量模式,由於動力電池電量沒有低於最低閾值,車輛會通過「行車充電」將動力電池電量提升至預設狀態,而不會通過「怠速充電」進行強制充電。
在中央顯示屏可以讀取油電混合+預留電量模式下途銳eHybrid加速時發動機的動力與驅動電機的電量分配狀態。(黃色能量流為發動機輸出扭矩同時,藍色能量流為部分動力轉化為電量存儲至動力電池)。
從山頂向山下行駛過程中,受坡度影響的途銳eHybrid在「帶檔滑行」狀態既可達到一定車速,甚至在部分彎道需要制動系統接入強制降低通過車速。
在中央顯示屏可以讀取油電混合+預留電量模式下車輛在長下坡時,「帶檔滑行」造成的驅動電機反轉進行逆向充電(綠色能量流為模擬輪胎旋轉反向傳遞扭矩至驅動電機,藍色能量流為驅動電機向動力電池充電)。
在由鬆軟的沙土和碎石構成的複雜路況,將途銳eHybrid調解至油電混合(保持電量)+越野模式。在強調更大扭矩的前提下,2.0 TSI發動機與驅動電機可以同時輸出適當的動力,通過託森式中央差速器,將前後驅動橋所需的扭矩進行動態調整。
途銳eHybrid的接近角為25度,縱向通過角為18.5度,離去角為25度,可以側傾坡度為35度的狀態安全通過,最大涉水深度為500mm,前後驅動橋、中置的燃油箱以及車身焊接底部都額外覆蓋一層複合材料構成的護板以進一步保證複雜路況的安全通過性。
將途銳eHybrid調節至越野模式後,整車控制系統為空調、燈光、方向、輔助駕駛等分系統裝入預設的參數(降低能耗,將更多動力用於驅動)。途銳eHybrid進入越野模式,前後驅動橋扭矩分配比例首先固化為50:50;當橋間出現速度差扭矩進行實時再分配,甚至託森式中央差速器閉鎖將前後驅動橋扭矩分配比例鎖定在極限的30:70。
由於經過的複雜路況距離並不長,途徑的幾個類似於交叉軸的坑窪,途銳eHybrid都可以輕鬆應對。在輪換駕駛搭載V型6缸3.0 TSI發動機和搭載直列四缸2.0 TSI發動機的燃油版途銳,對比途銳eHybrid,最大不同就是需要充沛的動力儲備的時間差異。
由於驅動電機特性,途銳eHybrid最大輸出扭矩700牛·米的優勢,在連續通過由砂石路+交叉軸+上坡+彎道構成的複雜路況,沒有出現因為驅動橋間速度差而頻繁進行扭矩在分配的狀態。
備註:因為驅動橋間速度差或驅動輪輪速差,橋間扭矩在分配時會感受到類似於「闖車」發農機轉速的提升與速度的變化不成比例。
在短時間通過複雜路況所需要最大扭矩輸出時,途銳eHybrid的2.0 TSI發動機和驅動電機聯合做工輸出扭矩(此時能量流顯示為來自2.0 TSI發動機和來自動力電池的能量流全部匯總至前後驅動橋)。
3、途銳eHybrid動力電池熱管理控制策略:
在室外溫度保持在17-19攝氏度、海拔2400-2700米、頻繁在不同模式間切換後,這臺測試用途銳eHybrid版總行駛裡程80餘公裡。
通過熱成像儀監測,位於動力艙內的動力電池液態熱管理循環管路內的冷卻液溫度提升至約70攝氏度。
通過熱成像儀監測,位於動力艙內的發動機與驅動電機共享高溫散熱管路內的冷卻液溫度提升至約90攝氏度。
在駕駛員用液晶儀表中調取的發動機冷卻液溫度為90攝氏度。
由於時間緊張,筆者未能舉升車輛並拆卸相關護板,從而對用於動力電池高溫散熱的水冷板控制模組表面溫度進行多種狀態的觀測。比對以往其他搭載EREV技術與PHEV的車輛狀態,途銳eHybrid適配的驅動電機並不會頻繁接入,即便接入也只會在運動和越野模式下更主動地以峰值100千瓦功率狀態進行做工。
採用三星SDI軟包電芯、裝載電量18度電的動力電池總成,適配最大功率8千瓦的OBC,理論上使用適配專用的壁掛式交流充電樁可以獲得更短的充電時間。但在使用家用220V電,充電功率或在1.5千瓦-3千瓦徘徊。
筆者有話說:
客觀的說,在短短1天行駛總裡程只有80餘公裡的過程中,是很難深度了解這臺進口大眾途銳eHybrid的電驅動技術,以及「電加持」後的基於託森式帶自鎖功能的4MOTION恆時四驅系統的扭矩分配策略,更談不上在高寒後高溫環境的動力電池熱管理控制策略。
但是,在這臺途銳eHybrid上,大眾汽車最大程度的發揮不同材質綜合應用的材料工藝的長板,在保證整車用於足夠強度同時持續降低自重。在電動化方面,大眾依靠ZF提供集成驅動電機與分動器的縱置8AT,通過模塊化的技術核定,保持了搭載3.0 TSI和2.0 TSI發動機的第三代途銳一貫的全時四驅效能。
換句話說,進口大眾全新途銳eHybrid主打性能更可靠的傳統車橋技術的同時,通過驅動電機強化輸出更大扭矩險的電動化技術策略,走出了一條具備德國大眾這種老牌傳統汽車大廠特色的油電混合驅動技術路線。
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