进入2022年新能源汽车由“政策导向”加速迈向“市场导向”,6月,新能源乘用车销量57.1万辆,渗透率达到了29.4%。插电混动与普通混动(凯美瑞双擎、雅阁锐·混动等)合计销量达到了21万辆,数据相当可观。
人们这才发现,混动似乎一夜之间迎来了千树万树梨花开的局面,成了新能源汽车的主要路线之一。
从长城汽车的柠檬混动DHT,到比亚迪的DM-i,再到吉利的雷神Hi·X,国产自主品牌相继发布了自家混联混动技术,这一类别俨然成了兵家必争之地;于此同时,市面上还有一种增程式混动技术,则主要被国产新势力品牌广泛采用。
人们不禁要问,混联混动与增程式混动究竟孰优孰劣,DHT串并联混动技术(长城汽车柠檬混动DHT为例)与增程式混动技术又有哪些区别呢?
90年代,受技术进步和第三次石油危机等影响,丰田和通用汽车,率先将混动技术基于各自车型大规模量产。技术的路线上,两家混动基本差不多,都是采用行星齿轮组作为动力分流机构,决定“什么时候用油,什么时候用电,什么时候油电混用”。
再看控制逻辑,两家也基本一致——以发动机驱动为主,电机补充发动机效率不足的部分。不过在高负荷工况下,电机也能与发动机并联发力,实现更强的性能。丰田官方称之为“削峰填谷”,就是削掉发动机过剩的性能用于充电,混合式步进电机然后将储存的电力用于车辆驱动,填补发动机效率不足的部分。
之后的2013年,本田i-MMD混动系统问世,开辟了定轴“串并联式”混动技术路线。有别于丰田的思路,本田这套i-MMD混动以电机驱动为主,发动机直驱为辅,进而解决电机高速效率不足的部分,实现省油。市区发动机只发电,车速85km/h以上才会介入直驱。
虽然本田i-MMD推出时间比丰田晚了16年,但进步很快,2019年已有部分车型销量正面击败丰田的同级车型,获得了不少人认可。
要说混动汽车在国内的大规模崛起,也就是近两年的事。前人栽树后人乘凉。国内车企在经历了早期探索后,又总结吸取海外技术特点、取长补短,发展出了拥有自己技术特点的混合动力。
宏观上审视,增程式混动在技术路线上是一种单一的串联式混动,相比于如今大多数混动力求兼顾串并联的技术路线,增程式混动有一定的局限性,很难满足全工况的用车需求。结构上,增程式混动是由发动机与发电机直接连接,发动机启动后只能驱动发电机发电,不能直接驱动车轮,全速域都为纯电驱动,相当于在纯电动汽车基础上增加了一个发电机。当动力电池的电量低于一定阈值时,增程器开始工作,即烧油发电,直接供电给到电动机进行驱动,同时将多余的电量充至动力电池。因不需要发动机直驱,因此不必设置动力分流装置硬件,也无须进行混动策略控制软件开发,技术门槛大幅降低,研发成本不高,因此被很多新势力品牌所采用。
对于普通车主来讲,市区行驶,增程式混动技术相比传统燃油车的优势还是比较明显的:低速市区工况行驶时油耗占一定优势,增程式混动发动机启动后一直维持在高效能区间,能量浪费少,即便是一台1.2T小排量发动机也能长时间维持车辆动力需求,富余功率会被发存储在电池内;另外,增程式混动还可以在很大程度上减缓续航焦虑。城市低速道路行驶,增程式混动就是一条龙,不过到了中高速,这种结构的弊端就比较明显。
中高速行驶时,受串联结构所限,增程式混动的发动机并不能直接驱动车轮,而是还要先发电,将机械能转为电能,再由电能去驱动电动机,转化为机械能,能量转化了两次,由于每一次转化必然都会造成能量损失,因此相比发动机直驱,理论上增程式混动在中高速的表现并不省油,甚至是更费油。
这在用户实际驾驶中也能得到印证。比如之前某增程式混动SUV车主有过实际测试,其开车120km/h在高速公路上定速巡航,行驶351公里,消耗燃油34.1L,折合百公里油耗9.7L;而同等级车型的宝马X5,车主高速公路120km/h巡航,表显油耗8.5L/100km,实际百公里油耗9L左右,这还是在开空调工况下的成绩。就是说,在高速上,这款增程式混动SUV的120km/h巡航油耗,比同级别的燃油车还要高一点。
除此之外,增程式混动高速行驶,电机耗电功率也比较大,小排量发动机因为功率较低,长时间行车就会出现持续以高负载工况运行的情况,仅有电机驱动,结果就是车子动力出现打折,“没劲”,有种小马拉大车的感觉,而这正是DHT并联动力的核心优势所在。
当然,如果能够取长补短,增程式混动仍不失为一种理想的技术路线。近年来,部分具增程技术的汽车品牌,开始对这一技术进行升级,混合式步进电机逻辑上让其更接近DHT的工况模式,去满足用户所有工况,如日产的e-POWER、本田i-MMD。
总体上看,柠檬混动DHT是一种高度集成、高效能、多模的油电混动架构,是目前非常先进、具有前瞻性的新能源技术之一,内含包含一套DHT高集成度混动系统,HEV/PHEV两种动力架构,三套动力总成。工作模式上,柠檬混动DHT拥有纯电、混联、串联、能量回收等,通过控制系统智能切换,可以实现全速域、全场景下的高效能与高性能之间的平衡。
论结构,长城汽车柠檬混动DHT采用了双电机混联拓扑架构,将驱动电机与增程器系统,分别安排在两根固定轴上,而动力终通过第三根带有变速机构的固定轴,传输到轮端。这与本田那套系统有点类似,不同之处在于,后者的变速箱中发动机直驱机构只有一个挡位,而柠檬混动DHT拥有两挡,也正是这两个挡位带来了巨大不同。
其中,一挡串并联技术在车辆进入高速巡航时进入直驱,主要解决的是高速场景下的系统效率问题。发动机进入直驱以后就减少了能量的转化消耗,效率更高。而两挡是扩大能效的范围,两挡在时速35公里以上就可以进入直驱,进入能效的高效区,所以不妨让它进入直驱,而中高速超车也需要动力,可以实现发动机和电机的并联驱动,超车有后劲。
也许很多人并未意识到,混动系统中,电机驱动其实并不如发动机直接驱动高效,尤其是在匮电状态下,这当然有一个前提,就是发动机要始终工作在高效区之内。
其中的原因也简单,比如在匮电状态下,电动机的能量路径——发动机→发电机→电动机→驱动轮,需要经过机械能到电能再到机械能两次转化,每一次转化必然都会造成能量损失。如果直接由发动机参与驱动,能量的传递路径就简单很多——发动机→驱动轮,效率更高。
仔细观察就会发现,上面说的增程式混动,其实是柠檬混动DHT的一种模式,从技术上来说,不同能量流的控制策略才是柠檬混动DHT比增程式的核心。
比如在加速性能上,柠檬混动DHT采用双电机两档DHT,配合高功率发动机,混合式步进电机加速表现很给力,以1.5T+DHT130+P4为例,系统总功率高达355kW,系统综合扭矩762N·m,百公里加速时间仅4.8秒。
再看静谧性,无论是“1.5L +DHT115”还是“1.5T +DHT130”,柠檬DHT都对混动专用发动机进行了多项降噪处理,并用上了高品质的隔音材料,力争把噪音都阻隔在发动机舱里,另外柠檬DHT整个混动系统的电机都采用了短距绕组排布,并优化气隙谐波,降低各阶次电磁力,大幅降低了车辆在电驱动模式下的扰人啸叫声,实际体验可以媲美豪华车的感受。
放在四五年前,混动汽车几乎是日系“两田”的天下,不过随着混动技术壁垒被突破,国内自主品牌相继推出了自己的新技术,同时也开始广泛应用到自家车型上,成了不少消费者的选之一。
从技术结构看,增程式混动在技术上显然有一定局限性,原理上只能算是柠檬混动DHT定轴“串并联式”混动技术路线一种模式,而柠檬混动DHT的工况覆盖面更广、模式更多元。
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