如何评价自主品牌混合动力技术已赶超国外?自主品牌现在又是什么水平?

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查看5074 | 回复0 | 2022-5-11 12:06:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
不只是纯电才是新能源
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我个人算是参与了国内混动发展的整个历程,从最初的P2混动,到现在DHT定制化混动架构。在聊混动之前,先要明确的是插电混动其实也是新能源。
1 `( w; V5 R% j  b4 L& O0 ^% q7 n2 h! {伴随着排放标准不断提升,电池电驱成本不断下降,毫无疑问长期来说纯电动/燃料电池必将是新能源的终极形态,这个问题从来就没人质疑过。而在最终实现纯电动或者燃料电池的普及之前,新能源会有相当长的时间有插电混动和纯电动共存。插电混动PHEV作为更加“彻底”的混动(纯电续航更长),对需要新能源车的用户具有更强的吸引力。
' f9 B6 R/ C1 k! t# S从去年的销售端数据来看,插电混动在整个新能源中的比例倒是有上升的趋势(20%左右)。从消费端来看,在大众普遍开始接受新能源的背景下,也越来越能意识到插电混动的好:6 E( d) r" l7 w! U& h; Q
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# l! S3 H6 E3 I2021年插电混动(PHEV)在整个新能源销售中的占比3 P# X* T7 @- L' g1 L+ d( [( }
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插电混动这种混血产物的巨大优势,就是可以同时获得“燃油车和纯电动”的优势:9 G- U7 i4 U2 \" `" E
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  • 插电混动依旧被定义为新能源车,也就是绿牌车。在很多城市它依旧具有和纯电动一样的路权(免费牌照)和新能源税费减免的价格优势。& ?9 j" \5 V' u  F' c/ I7 M5 F4 _
  • 相对比燃油车或者非插电的节能汽车,插电混动具有很长的纯电续航里程,最新的插电混动可以纯电行驶80公里以上,有的甚至可以达到将近200公里。% r" ]; o; Q, f* N8 ?9 u# b* C( k3 p
  • 具有比起同样车型燃油版本更强的动力。这个不用多说,因为有电机助力,在大油门情况下发动机和电机可以并联驱动,互相扶持。
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  • 更接近纯电动的能源成本。插电混动一方面通过纯电行驶、电网充电来享受平价电费,另外一方面通过混动结构让发动机尽可能工作在效率最高的区间(目前汽油发动机最高效率在40%以上),由此实现综合油耗低于1.5升。* c6 Y) @, V9 |. ?* J
  • 共享燃油车的便利性,多变的驾驶乐趣和类似的售价。因为还有发动机,插电混动可以跑没有充电桩的长途依旧毫无里程焦虑。插电混动没必要搭载续航200公里以上的大电池包,可以将整车成本控制在较低水平。8 A! k1 S7 ^8 y2 p3 d# X% s0 X
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自主品牌混动架构的迭代历史
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$ g( @7 K" ?# u4 F说到混动,不得不聊国内混动技术的发展历程。在国内自主品牌全面铺开混动研发之前,全球其实有两种技术阵营:一种是以德系为主导的P2混动架构,另外一个则是日系的混动专用构型。
# p% L8 A/ R0 pP2混动是在之前传统的燃油车发动机和变速器之间加入了一个饼状电机和一个可以和发动机断开的离合器,工作模式非常简单,要么是断开发动机饼状电机做纯电驱动,要么是结合离合器发动机和饼状电机直驱,有些油改电的意味。这个构型诞生的背景是电池价格很高且欧洲市场对动力的要求远高于亚洲市场,P2混动天生就不是为节油而生。/ x5 A$ O1 p" p. _+ I" H& R3 E/ L, Y
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) E- u$ C" B7 A" NP2混动构型(前部蓝色部分为饼状电机): Q- B  E! i# m# i

( c/ v, A7 P7 v! U1 r当年我最开始参与混动开发的时候,国内一水使用的是P2混动,走的德国路线。为什么要走德国路线?因为国内先跟随德国搞了一波DCT双离合,大部分主机厂都有自己的双离合变速箱,之后再跟随开发P2油改电混动就是效率最高的选择。有些主机厂还是P2混动和DCT双离合打包并行开发,燃油和混动新车上市都不耽误。可惜这种构型受限于饼状电机的功率,其实是一种燃油驱动为主的混动,节油效果非常有限。也正是因为节油这个混动最大的优势在P2构型下非常鸡肋,让国内自主车企面对日系混动这样以燃油经济性为主导的架构变得毫无竞争力。8 J  N( l6 M  E* v- H
经过了第一代P2混动的失败体验,最近几年随着电池和电机成本的降低,国内开始改变方向开发DHT(Dedicated Hybrid Transmission)混动专属架构。什么是DHT?简单理解就是推倒重新设计的混动总成架构,完全摈弃了之前的P2油改电,为的是最大程度获得混动的油耗和动力双重优势。国内DHT的构型有向日系混动学习,但是整体构型以及发动机和电机电池配置又完全不同,可以说在油耗上已经媲美甚至超过日系,同时在动力上又弥补了日系混动动力弱鸡的缺点。/ Z8 Q2 K% g3 w, I. w
最近几年回国后,我自己也参与了国内车企完整的DHT开发,从最初的概念到最终量产。所以,什么样的DHT才是最佳的混动技术平台?, K; P; M; e* ]3 g2 N$ l+ \8 q) g
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  • 双电机是基础配置,来实现最细致的动力调教。类似日系混动普遍使用双电机,双电机可以带来灵活多变的混动模式:可以实现纯电行驶,发动机直驱,发动机电机并联直驱,以及发动机只为电池充电的串联模式。
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  • 多挡位,无论两档还是多档,国内最前沿的DHT普遍使用多个档位来优化油耗,这也是一大改进。6 Q- \: {$ n# m3 d' F. c
  • 化繁为简,实现向纯电的平滑过渡。DHT并不是结构越复杂越好。比如对于电池容量超过40度的混动车型来说,大部分时间都是以电驱动为主。未来随着电池成本的下降,电池在混动中的容量提升,纯电驱动的时间只会越来越长,发动机的附属角色也会越来越明显。在这样的背景下,好的DHT不需要过于复杂的结构,尤其不需要超过2档的变速器,因为本身电机就不需要多个速比。8 Y+ V: G0 y' c5 \% K: N6 _
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自主DHT目前相对比国外竞争对手是什么水平?& e* |$ ^0 m* U) K' P
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虽然我参与开发的DHT已经可以媲美日系的燃油经济性同时兼顾更强的动力,但不得不承认,目前上市的DHT中最强的还是魏牌DHT智能架构,这个架构中的整体混动控制也是我以前国外的同事主导设计的。从今年刚刚上市的魏牌摩卡DHT-PHEV来看,国内自主DHT插电混动在经济性上已经完全可以超越日系标杆或者至少打个平手,同时在动力性上又彻底碾压了对方。& {) X, X% q, y# ]( |& e9 [
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- W" V/ F5 a- v/ t  [1 T魏牌摩卡DHT-PHEV (汽车之家)8 A, [, ?5 `& w4 Z' I

  E  E* ~5 e. h( P# V' U  p+ b下面是魏牌摩卡DHT-PHEV顶配四驱版本(左侧)和两款最主流的日系标杆性能油耗对比(中和右),数据来自汽车之家。
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3 b, D: O9 b$ ]( x先抛开其他配置不说,在价格同属30万左右这个区间的三款车中,摩卡DHT-PHEV为中型SUV,而另外两款为紧凑SUV。
  ~- p1 b' E/ c/ @! y6 B在尺寸大一圈的情况下,摩卡DHT-PHEV实现的是零百加速4.8秒,WLTC综合油耗0.73升以及亏电情况下油耗6.3升的成绩。在动力加倍的情况下,可以说除了亏电情况下的油耗略高于竞争对手外,其他动力和油耗参数都是直接碾压对手的。这里要注意魏牌摩卡DHT-PHEV所用的WLTC综合油耗要远比其他两个车型的NEDC油耗要真实。
/ b$ e: w4 ^6 r" F( v1 T为什么摩卡DHT-PHEV可以实现这样碾压对手的油耗和动力表现?一方面是因为使用了更大容量的电池,基本为对手车型的两倍,意味着消费者具有更长的纯电续航里程(200公里);同时发动机和电机的扭矩和功率参数也远强于竞争对手,总功率基本是对手车型的两倍。四驱版本所使用的是魏牌非常成熟的P4后驱动桥三合一电机,这台电机在最早的魏牌P8车型上就有使用。
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+ ]' ]) H3 I1 x9 Z! a% r' p魏牌摩卡DHT-PHEV 动力总成3 ^+ `. c' s& A5 a9 W

9 L! N( \( A% g. C; w" k0 M! p当然除了电池和动力源之外,魏牌摩卡使用的最新两档DHT才是最终链接电池、电机和发动机的核心所在。这款DHT是目前我所见到国内头部车企最强的混动专属架构。
! |2 |; f* Q: _' V) T8 n下图是摩卡DHT结构,除了熟悉的发动机,两个电机(一个驱动电机一个发电机),主要的变速箱结构其实就是平行轴的齿轮组G2,G3形成的两个速比,通过一个同步器S1来实现挡位切换。这个和DCT双离合里的挡位设计和控制完全一样(如下图红色圈中部分);而实现串并联模式切换的就是上图C1离合器,C1的功能也是和P2混动中的模式切换离合器一模一样。魏牌基于已有的DCT,电机和发动机产品,就可以快速量产这款摩卡DHT-PHEV,且可靠性已经在之前的车型上得到验证。4 P1 z& w& c0 X+ D  X& N" B. x
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DHT工作模式" b* }3 {# L; l' q

2 Q; g! Q' m! |为什么说魏牌智能DHT是目前我所见到量产最强的DHT构型?参考我之前提到的优秀DHT的几个标准:3 y1 Q) R7 a# W& C5 d

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  • 采用了双电机的结构,如上图所示,对比之前的P2混动单电机,不仅可以实现EV纯电驾驶和并联混动,还可以实现串联混动,留给工程师更多优化油耗和动力的运行模式。举个例子,这台DHT在城市低速行驶的时候,我们既可以进行纯电行驶(电池电量充足的情况下);也可以断开档位,让发动机启动带着发电机发电工作在串联模式(电池亏电的情况下),继续让驱动电机独立驱动。这样可以保证在低速的时候发动机和车速完全解耦运行在高效区间,而不像传统P2混动因为只有一台电机,发动机必须在这种情况下直接驱动车轮而难以保证效率。
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  • 多挡位。魏牌DHT搭载了两个档位,这台DHT一档的传动比类似于燃油车的低速行驶用的二档,而DHT二档速比则类似于燃油车中高速巡航用到的四档。相对比某些日系混动构型需要在高速才能实现发动机直驱,魏牌DHT可以在35公里之上就让发动机参与驱动,一方面可以在低速获得发动机+电机的叠加动力输出,同时发动机直驱车轮的效率也远高于一些增程式需要走发动机发电,电机驱动的能量传递路径。
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. q. w0 Q. _# a/ KDHT工作工况
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  • 化繁为简的结构。摩卡的DHT并没有使用复杂的行星齿轮和离合器的换挡结构,而是巧妙复用了类似DCT双离合的同步环结构。换挡过程中发电机可以帮助快速同步转速实现换挡而没有顿挫,还省去了离合器。同时这台DHT所搭载的驱动电驱功率并不低,可以适配小电池的HEV和大电池插混PHEV,没有搭配后驱电机的两驱车型也可以实现零百7秒的动力水平。
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在2022年的今年,对于绝大多数新能源车消费,似乎再没有选择合资或者进口车型的理由。抛开国产自主车型超高的性价比、越级体验以及在车联网和ADAS部分的优势不谈,在之前国外占有压倒性优势的动力总成部分我们也已经实现了弯道超车。这种优势不仅仅体现在新能源的纯电车型上,也体现在结构更加复杂的插混车型上,从燃油经济性、动力性和驾驶性上实现了全面超越。
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