兩大混合動(dòng)力技術(shù)陣營(yíng)決戰(zhàn)中國(guó)
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隨著國(guó)家大力扶植新能源汽車(chē)行業(yè),并且加大了插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的補(bǔ)貼力度,突然路上的混合動(dòng)力汽車(chē)越來(lái)越多起來(lái)了。但是你知道實(shí)際上混合動(dòng)力技術(shù)還分兩大陣營(yíng)嗎?讓我們一起來(lái)看看這兩大陣營(yíng)是分別如何基于各自的專(zhuān)利決戰(zhàn)中國(guó)的吧。
首先我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)這兩大混合動(dòng)力技術(shù)陣營(yíng)分別是哪兩個(gè)門(mén)派吧。一大門(mén)派為雙電機(jī)動(dòng)力分流(PowerSplit)派,其代表車(chē)企為豐田集團(tuán)。另一大門(mén)派為單電機(jī)雙離合派,又稱(chēng)P2(為啥叫P2我們后面詳細(xì)分解),其代表車(chē)企為大眾集團(tuán)。一看兩個(gè)領(lǐng)軍車(chē)企分別位列全球銷(xiāo)量第一第二,有沒(méi)有?其中競(jìng)爭(zhēng)激烈程度可想而知,而各車(chē)企決戰(zhàn)中國(guó)的砝碼就是各自的專(zhuān)利技術(shù)。話(huà)說(shuō)要把這兩大陣營(yíng)技術(shù)完整介紹清楚那必定寫(xiě)成教科書(shū)那么厚了。為了幫助各位更快的理解,我們這邊就挑最典型和容易理解的技術(shù)具體分析。大家感興趣的話(huà)就跟著文章一點(diǎn)一點(diǎn)深入研究吧。
雙電機(jī)動(dòng)力分流派:顧名思義這個(gè)門(mén)派的最典型特征是有兩個(gè)電機(jī)一起和發(fā)動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力模式。那么我們首先說(shuō)說(shuō)雙電機(jī)動(dòng)力分流派的特點(diǎn):
1.由兩套電機(jī)和行星輪系統(tǒng)組成eCVT,發(fā)動(dòng)機(jī)一般工作在高效區(qū),油耗低
2.省略變速箱,不需要離合器,加速過(guò)程平穩(wěn)
3.兩套電機(jī),系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,成本相對(duì)較高
4.發(fā)動(dòng)機(jī)部分動(dòng)力由電傳動(dòng),降低傳動(dòng)效率
這個(gè)門(mén)派的宗師毋庸置疑就是豐田集團(tuán),代表車(chē)型就是目前全球銷(xiāo)量最好的混合動(dòng)力車(chē)型豐田普銳斯。普銳斯最早在1997年開(kāi)始銷(xiāo)售,發(fā)展到今天已經(jīng)開(kāi)發(fā)到了第三代。并且目前該混合動(dòng)力技術(shù)已經(jīng)推廣至豐田集團(tuán)幾乎所有級(jí)別的車(chē)型上,包括卡羅拉混動(dòng)版,凱美瑞混動(dòng)版,漢蘭達(dá)混動(dòng)版(海外),雷克薩斯CT200h,NX300h,RX450h,GS450h,LS600h,HS250h(海外)等等。
根據(jù)豐田的官方數(shù)據(jù),截止2014年9月豐田集團(tuán)的混合動(dòng)力車(chē)型累計(jì)銷(xiāo)量已經(jīng)突破了700萬(wàn)輛。而這些混合動(dòng)力車(chē)型采用的都是豐田稱(chēng)為混合協(xié)同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的HSD(HybridSynergyDrive)系統(tǒng)。豐田HSD系統(tǒng)的核心則是雙電機(jī)和動(dòng)力分流裝置組成的eCVT電子無(wú)極變速箱。大家知道傳統(tǒng)的CVT無(wú)極變速箱是由連續(xù)可變的機(jī)械傳感裝置改變速比實(shí)現(xiàn)的。如下圖傳統(tǒng)CVT無(wú)極變速箱通過(guò)改變鋼帶所繞傳動(dòng)軸的半徑連續(xù)改變速比。
但是豐田的eCVT系統(tǒng)并沒(méi)有以上的鋼帶組成的機(jī)械連續(xù)可變傳動(dòng)系統(tǒng),那它是通過(guò)什么方法實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速的呢?答案就是通過(guò)兩個(gè)電機(jī)的連續(xù)電控調(diào)速實(shí)現(xiàn)的。具體我們先來(lái)看一下這套eCVT系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如下分別是豐田普銳斯的eCVT系統(tǒng)刨面圖和動(dòng)力部件示意框圖。
如上圖可以看到電機(jī)1(MG1)和電機(jī)2(MG2)中間隔了一個(gè)機(jī)械裝置,稱(chēng)為動(dòng)力分流裝置(Power Split Device)PSD。而發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)1、電機(jī)2實(shí)際上是同軸的通過(guò)動(dòng)力分流裝置連接在一起的。動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力分流裝置再分配以后通過(guò)電機(jī)2傳輸?shù)搅塑?chē)輪上。如果各位看官之前研究過(guò)自動(dòng)變速箱的話(huà),一定知道其中的一個(gè)核心機(jī)械裝置叫做行星齒輪組Planetary Gear Set。其實(shí)動(dòng)力分流裝置就是一組行星齒輪組。行星齒輪由太陽(yáng)輪Sun Gear(縮寫(xiě)S),行星齒輪架Planetary Carrier(縮寫(xiě)C),內(nèi)齒齒圈Ring Gear(縮寫(xiě)R)組成。3組齒輪依次由內(nèi)而外像天文行星系統(tǒng)一樣繞著同一個(gè)中心點(diǎn)(即太陽(yáng)輪的中心點(diǎn))同軸旋轉(zhuǎn)。如下即為行星齒輪示意圖和豐田HSD系統(tǒng)連接圖??梢钥吹桨l(fā)動(dòng)機(jī)連在行星齒輪架上,電機(jī)1連在太陽(yáng)輪上,電機(jī)2連在內(nèi)齒齒圈上并作為輸出軸。
豐田的設(shè)計(jì)師們通過(guò)行星齒輪組將速比設(shè)定成發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)1的轉(zhuǎn)速差與發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)2的轉(zhuǎn)速差比例為2.6:1。速比設(shè)定圖如下。電機(jī)2(右側(cè))連接在輸出軸上可以在+6500轉(zhuǎn)/分到-1500轉(zhuǎn)/分之間連續(xù)調(diào)節(jié)。對(duì)應(yīng)車(chē)輛的實(shí)際行駛速度分別為180公里/小時(shí)和-40公里/小時(shí)。而發(fā)動(dòng)機(jī)(中間)的1000到4500轉(zhuǎn)/分之間調(diào)節(jié),而發(fā)動(dòng)機(jī)被設(shè)定在最高效率轉(zhuǎn)速區(qū)間2000轉(zhuǎn)~3000轉(zhuǎn)運(yùn)行。電機(jī)1(左側(cè))被設(shè)定成可以在+6500轉(zhuǎn)/分和-6500轉(zhuǎn)/分連續(xù)可調(diào)來(lái)配合發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)2(車(chē)速)的轉(zhuǎn)速差。
由于豐田eCVT電子無(wú)極變速箱中并沒(méi)有配置自動(dòng)變速箱中的其他核心組件,比如液力變矩器,離合器(Clutch),鎖止器(Brake)等等一概沒(méi)有配備。因此發(fā)動(dòng)機(jī)并不能從傳動(dòng)系統(tǒng)中脫開(kāi)。為了在純電行駛的時(shí)候保持發(fā)動(dòng)機(jī)靜止,因此需要通過(guò)電機(jī)1和電機(jī)2分別呈相反方向旋轉(zhuǎn)來(lái)使得發(fā)動(dòng)機(jī)靜止(根據(jù)速比,此時(shí)電機(jī)1的轉(zhuǎn)速為電機(jī)2轉(zhuǎn)速的2.6倍)。由于電機(jī)1轉(zhuǎn)速范圍的限制,如果前進(jìn)車(chē)速需要大于40公里則發(fā)動(dòng)機(jī)就必須啟動(dòng)。
除了以上提到的轉(zhuǎn)速關(guān)系以外,動(dòng)力分流裝置還能夠在不同的行駛模式下將動(dòng)能通過(guò)機(jī)械方式和電子方式輸送到需要車(chē)輪上或者存儲(chǔ)到電池內(nèi)。如下兩種不同的驅(qū)動(dòng)模式,上下兩圖左側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速幾乎是一樣的。但是上圖工作在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式中,動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械方式從動(dòng)力分流裝置輸送到車(chē)輪上,同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的部分動(dòng)力被用作電機(jī)1發(fā)電并驅(qū)動(dòng)電機(jī)2給出動(dòng)力輸出到車(chē)輪上。而下圖為減速工況,車(chē)輪上的動(dòng)力被電機(jī)2產(chǎn)生的再生制動(dòng)力(Regeneration Brake)回收發(fā)電充入電池中。同時(shí)車(chē)輪上的部分動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力分流裝置輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)上,維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作。
其實(shí)關(guān)于動(dòng)力靈活的通過(guò)機(jī)械方式和電子方式進(jìn)行傳輸還有一些高階的用法,我們會(huì)在國(guó)內(nèi)車(chē)企的方案對(duì)比中提到,各位可以耐心的再往后看。
目前雙電機(jī)動(dòng)力分流系統(tǒng)不僅僅是豐田集團(tuán)在使用,比較有名的比如福特集團(tuán)的蒙迪歐)(海外稱(chēng)Fusion)混動(dòng)版和通用雪佛蘭的沃藍(lán)達(dá)Volt都是使用類(lèi)似的技術(shù)。不過(guò)文章標(biāo)題提到的決戰(zhàn)中國(guó),各個(gè)車(chē)企分別都在使用各自的專(zhuān)利進(jìn)行激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。說(shuō)到專(zhuān)利大戰(zhàn)可謂錙銖必較,每個(gè)字每個(gè)字都要仔細(xì)地扣仔細(xì)地推敲。你還別不相信,我們這邊就說(shuō)一個(gè)小故事。
實(shí)際上福特和日本愛(ài)信(Aisin)變速箱公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力系統(tǒng)要稍早于豐田混合動(dòng)力系統(tǒng)申請(qǐng)專(zhuān)利。愛(ài)信的專(zhuān)利于1995年生效,專(zhuān)利號(hào)為US5419406。而豐田的專(zhuān)利于1999年生效,專(zhuān)利號(hào)為US5904631。并且實(shí)際上豐田和愛(ài)信使用的技術(shù)理念幾乎是相同的,就是之前提到的eCVT系統(tǒng)。如果按照正常的專(zhuān)利程序,豐田必須向愛(ài)信支付高額的專(zhuān)利費(fèi)。但是在愛(ài)信專(zhuān)利的權(quán)利聲明中偏偏提到了“電機(jī)和減速齒輪同軸布置用來(lái)驅(qū)動(dòng)左右車(chē)輪”。就是這個(gè)同軸“coaxially”這個(gè)詞局限了權(quán)利范圍。而豐田將電機(jī)2設(shè)計(jì)成和發(fā)動(dòng)機(jī)以及電機(jī)1同軸,而與減速齒輪即到車(chē)輪的輸出軸錯(cuò)開(kāi)不在一個(gè)軸上,繞開(kāi)了愛(ài)信專(zhuān)利中提到同軸“coaxially”概念。而通用雪佛蘭的沃藍(lán)達(dá)Volt使用的混合動(dòng)力技術(shù)更是為了繞開(kāi)專(zhuān)利,同時(shí)也為了更加靈活的輸出動(dòng)力,使用了多達(dá)2組行星齒輪和3個(gè)離合器。同時(shí)成本也相應(yīng)的大大增加。如下即為沃藍(lán)達(dá)Volt的混合動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。
各大車(chē)企決戰(zhàn)的砝碼除了前面提到的專(zhuān)利以外,作為傳統(tǒng)車(chē)企他們還將積累了幾十年的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)加持到了相應(yīng)的混合動(dòng)力系統(tǒng)中。其中以豐田混動(dòng)系統(tǒng)為代表的就是其使用的阿特金森循環(huán)(Atkinson Cycle)發(fā)動(dòng)機(jī)。阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)就是膨脹比較壓縮比大,這樣雖然發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力沒(méi)有普通的奧托循環(huán)(Otto Cycle)發(fā)動(dòng)機(jī)大,但是在特定轉(zhuǎn)速區(qū)域特別省油。這一點(diǎn)非常符合其eCVT系統(tǒng)的特點(diǎn)。eCVT系統(tǒng)能夠通過(guò)電機(jī)連續(xù)調(diào)速將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在一個(gè)非常高效的轉(zhuǎn)速區(qū)間。如下即為阿特金森循環(huán)和奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的比較,可以看到阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩要低于奧托循環(huán),但是在2000~4000的轉(zhuǎn)速區(qū)間阿特金森循環(huán)燃油效率更高,油耗更低。
單電機(jī)雙離合派:顧名思義這個(gè)門(mén)派的最典型特征是只有一個(gè)電機(jī)加上兩個(gè)離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)配合實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力模式。那么我們也先說(shuō)說(shuō)單電機(jī)雙離合派的特點(diǎn):
1.發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的動(dòng)力全部機(jī)械傳動(dòng),傳動(dòng)效率高
2.電機(jī)動(dòng)態(tài)范圍小,有利于優(yōu)化電機(jī)效率
3.理論油耗降低空間更大(目前油耗仍稍高于雙電機(jī)動(dòng)力分流系統(tǒng))
4.變速箱技術(shù)成熟,單電機(jī)雙離合器系統(tǒng)成本低,易于快速推廣
5.需求的電機(jī)扭矩功率小,速度范圍小,成本低
6.易于過(guò)度到插電式混合動(dòng)力(支持更高車(chē)速的純電行駛)
這個(gè)門(mén)派的宗師則是大眾集團(tuán)。其實(shí)大眾集團(tuán)原來(lái)對(duì)于混合動(dòng)力這件事是拒絕的。他們聲稱(chēng)我的直噴發(fā)動(dòng)機(jī)加渦輪增加技術(shù)有望做到比混合動(dòng)力更低的油耗,為什么還要開(kāi)發(fā)混合動(dòng)力系統(tǒng)呢?但是架不住市場(chǎng)的電氣化潮流,大眾發(fā)現(xiàn)還是得按照市場(chǎng)要求開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的混合動(dòng)力車(chē)型。于是乎duang,duang,duang一下子就完成了十幾款車(chē)型的開(kāi)發(fā),包括最早的Jetta混動(dòng)版,和之后平臺(tái)化的MQB以及MLB的混動(dòng)車(chē)型。比如大眾高爾夫GTE,帕薩特GTE,Cross BlueGTE,奧迪Q5,A3,A6,Q7的e-tron插電混動(dòng)版等等。
之所以大眾在晚于豐田集團(tuán)多年但是又能夠迅速趕上市場(chǎng)主流,并且完成幾乎所有車(chē)型的混動(dòng)化部署的主要功臣就是這里提到的單電機(jī)雙離合器混動(dòng)系統(tǒng)。因?yàn)檫@套系統(tǒng)最大程度的與之前傳統(tǒng)動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱兼容,只是在變速箱中集成了一個(gè)電機(jī)而已。并且由于有變速箱的幫助,電機(jī)的扭矩功率也不需要太大,成本相對(duì)能夠接受,體積也比較小。如下分別為奧迪Q5(MLB平臺(tái))電機(jī)和A3(MQB平臺(tái))的DQ400E變速箱集成電機(jī)示意圖。
目前不僅是大眾集團(tuán),其他多家車(chē)企也采用了類(lèi)似的單電機(jī)加雙離合器系統(tǒng),比如寶馬的530Le,X5 xdrive40e,奔馳的C350eL,S500eL,GLE500e,英菲尼迪M35hL等等車(chē)型。那么我們此處就借用英菲尼迪M35hL的兩張示意圖來(lái)說(shuō)明一下系統(tǒng)構(gòu)成以及工作模式。首先如下圖所示電機(jī)位于兩個(gè)離合器之間。左側(cè)依次為發(fā)動(dòng)機(jī)(第一位置),離合器1,電機(jī)(第二位置),離合器2,變速箱,輸出至車(chē)輪。由于電機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè),變速箱左側(cè)的第二位置,因此也稱(chēng)為P2系統(tǒng)。而上圖為電機(jī)純電行駛模式,此時(shí)電機(jī)通過(guò)離合器2結(jié)合變速箱驅(qū)動(dòng)車(chē)輪前進(jìn),離合器1斷開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)靜止。而下圖為發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器1連接電機(jī)在通過(guò)離合器2結(jié)合變速箱驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)的混合動(dòng)力模式。
那么單電機(jī)雙離合器系統(tǒng)也不是一個(gè)十全十美的系統(tǒng),它存在的最大挑戰(zhàn)就是當(dāng)車(chē)輛純電行駛的時(shí)候電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng),而發(fā)動(dòng)機(jī)靜止,在如此高的轉(zhuǎn)速差下如果要切換成混合動(dòng)力模式,啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬間如何避免出現(xiàn)明顯的車(chē)速波動(dòng)。為了解決好這個(gè)問(wèn)題,各家都使出了看家本領(lǐng)并且申請(qǐng)的專(zhuān)利相互之間競(jìng)爭(zhēng)。那么我們就來(lái)看看大眾是怎么去應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)大眾通過(guò)換擋的間隙進(jìn)行電機(jī)的減扭然后與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合的方法,將轉(zhuǎn)速波動(dòng)限制在一個(gè)非常有限的范圍內(nèi),并且借助自身強(qiáng)大的變速箱技術(shù)使得轉(zhuǎn)速波動(dòng)和動(dòng)力中斷幾乎無(wú)法被察覺(jué)。感興趣的朋友可以參考一下大眾的專(zhuān)利US8020651。如下專(zhuān)利說(shuō)明圖即來(lái)自所提到的專(zhuān)利文檔。
那么同樣的大眾集團(tuán)也為自家的混合動(dòng)力系統(tǒng)加持了非常優(yōu)異的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。那就是MQB發(fā)動(dòng)機(jī)橫置化平臺(tái)中使用的帶主動(dòng)閉缸ACT功能的EA211發(fā)動(dòng)機(jī)。它大大降低了混合動(dòng)力系統(tǒng)的油耗,同時(shí)也是和電機(jī)系統(tǒng)配合的絕佳選擇。
說(shuō)完了混合動(dòng)力技術(shù)的兩大門(mén)派和對(duì)應(yīng)的宗師,讓我們?cè)賮?lái)看看國(guó)內(nèi)車(chē)企開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力汽車(chē)分別屬于哪個(gè)陣營(yíng),又有一些什么樣的中國(guó)特色吧。就目前的市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)說(shuō)插電式混合動(dòng)力車(chē)型賣(mài)的最好的還要數(shù)比亞迪秦和上汽榮威550Plug-in兩款車(chē)型。但你研究過(guò)他們屬于哪個(gè)混動(dòng)技術(shù)陣營(yíng)嗎?其實(shí)從配置來(lái)看,簡(jiǎn)單地可以認(rèn)為比亞迪秦只有一個(gè)電機(jī)并與雙離合變速箱配合工作因此屬于單電機(jī)雙離合器派。而上汽榮威550Plug-in由于有兩個(gè)電機(jī)應(yīng)該屬于雙電機(jī)動(dòng)力分流派。話(huà)說(shuō)相對(duì)于國(guó)外車(chē)企有很多官方的宣稱(chēng)資料介紹他們各自的混合動(dòng)力系統(tǒng),國(guó)內(nèi)的車(chē)企對(duì)于各自的混動(dòng)技術(shù)卻貌似并沒(méi)有那么開(kāi)放。唯一比較官方的渠道就是車(chē)企各自申請(qǐng)的專(zhuān)利。既然前面提到了專(zhuān)利大戰(zhàn),那么就讓我們隨著比亞迪和上汽的混合動(dòng)力專(zhuān)利一起看看他們具體到底用了什么樣的技術(shù),又分別有些什么樣的中國(guó)特色吧。
首先基于比亞迪的專(zhuān)利CN103029558A,可以看到雖然比亞迪秦屬于單電機(jī)雙離合器配置,但是其卻不是嚴(yán)格意義上的P2系統(tǒng)。因?yàn)榘凑杖缦聦?zhuān)利圖電機(jī)被配置在了變速箱的末端。因此從最左側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)過(guò)來(lái),分別是發(fā)動(dòng)機(jī)(第一位置),離合器,變速箱(第二位置),離合器,電機(jī)(第三位置)。因此業(yè)界將比亞迪這樣的系統(tǒng)定義為P3系統(tǒng)。
這樣設(shè)計(jì)可能有部分原因是需要避開(kāi)國(guó)外的專(zhuān)利,但一個(gè)更重要的原因就是要適應(yīng)中國(guó)關(guān)于新能源推廣的政策導(dǎo)向。如果大家注意目前的新能源政策的話(huà),會(huì)發(fā)現(xiàn)目前重點(diǎn)扶植的方向是純電動(dòng)汽車(chē)或者是能夠純電動(dòng)行駛50公里以上的插電式混動(dòng)汽車(chē)。不難發(fā)現(xiàn)政策還是重電機(jī)純電行駛而輕發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力行駛。這可能與最早業(yè)界提出的彎道超車(chē)發(fā)展方向有一定的關(guān)系。既然發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)與國(guó)外有差距,不如發(fā)展電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。至少與國(guó)外處于同一起跑線(xiàn)上起步。因此不管是比亞迪秦還是上汽榮威550Plug-in,其電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力都要比國(guó)外的混合動(dòng)力電機(jī)大不少,成本當(dāng)然也要貴一些。
另外一個(gè)體現(xiàn)國(guó)內(nèi)重電機(jī)純電行駛而輕發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力行駛方面就是油耗的計(jì)算方法上。如果大家留意秦和550的廣告的話(huà)就會(huì)發(fā)現(xiàn)宣稱(chēng)的油耗都只有2L甚至小于2L每百公里的油耗。此處的油耗其實(shí)不是真正混合動(dòng)力行駛模式下的工信部工況油耗,而是加入了純電行駛里程后折算油耗。國(guó)外的混合動(dòng)力汽車(chē)在混合動(dòng)力模式下綜合油耗差不多都在4L~5L每百公里之間,而根據(jù)車(chē)友的實(shí)際體驗(yàn)秦和550的實(shí)際綜合油耗應(yīng)該要大于7L每百公里。因此油耗方面還是存在差距的,并且國(guó)家還是提倡盡量多的純電行駛。
另一個(gè)需要提的一點(diǎn)就是前面提到的單電機(jī)雙離合器系統(tǒng)最大的挑戰(zhàn)就是如何克服純電行駛向混合動(dòng)力行駛模式切換時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)造成的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。目前比亞迪秦的一些用戶(hù)反饋當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)以后就能夠明顯的感覺(jué)到頓挫,可能就是由于這個(gè)問(wèn)題造成的。不過(guò)比亞迪也在不斷地設(shè)計(jì)控制策略改進(jìn)中。
對(duì)應(yīng)的基于上汽的專(zhuān)利CN101920652A,可以看到雖然比上汽榮威550Plug-in屬于雙電機(jī)配置,但是其卻不是嚴(yán)格意義上的動(dòng)力分流系統(tǒng)。從如下的專(zhuān)利說(shuō)明圖中可以看到兩個(gè)電機(jī)之間原來(lái)動(dòng)力分流裝置(行星齒輪組)的位置被替換成了離合器裝置。可能由于需要避開(kāi)國(guó)外專(zhuān)利或者更靈活地控制混合動(dòng)力模式的考慮,上汽的雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成了通過(guò)兩個(gè)離合器進(jìn)行耦合。業(yè)界也有稱(chēng)如下系統(tǒng)為同軸耦合式混合動(dòng)力系統(tǒng)的說(shuō)法。
這樣的設(shè)計(jì)由于取消了動(dòng)力分流裝置的速比控制,當(dāng)離合器結(jié)合以后兩側(cè)的電機(jī)就需要保持同樣的轉(zhuǎn)速,或者就需要通過(guò)離合器斷開(kāi)的情況下進(jìn)行電子方式的動(dòng)力傳輸(發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電機(jī)1發(fā)電,然后用電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)車(chē)輛前進(jìn))。這樣設(shè)計(jì)方式最大的挑戰(zhàn)就是如何讓發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一個(gè)合適的轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)。根據(jù)車(chē)友的使用反饋,當(dāng)550的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)工作進(jìn)入混合動(dòng)力模式時(shí)有時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)升高到非常高的的轉(zhuǎn)速(5000轉(zhuǎn)/分),此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)噪音很大同時(shí)油耗也很驚人。特別感覺(jué)臨界點(diǎn)好像被設(shè)計(jì)在了時(shí)速65公里左右,一旦過(guò)了65公里,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就能夠下降到一個(gè)比較合理的范圍??赡芷渲幸徊糠值脑蚓褪侨∠麆?dòng)力分流裝置無(wú)法靈活控制速比導(dǎo)致的。
那么此處就要講一下豐田是如何通過(guò)前面提到的動(dòng)力分流裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在一個(gè)非常高效的范圍內(nèi)的。如下三張圖分別是常規(guī)的混動(dòng)控制模式,特殊能量再循環(huán)的混動(dòng)控制模式,以及兩種模式之間的比較??梢钥吹截S田通過(guò)靈活地控制兩個(gè)電機(jī)的動(dòng)力使得輸出到車(chē)輪的動(dòng)力相同的情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以按需降低到一個(gè)合理的工作范圍。比如第三張圖左側(cè)為常規(guī)工作模式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高為2000轉(zhuǎn)以上,但是使用右側(cè)的特殊模式以后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一下子降到了1500轉(zhuǎn)一下。
其實(shí)不管是上汽榮威550Plug-in還是比亞迪秦,兩家車(chē)企都在積極按照市場(chǎng)的范圍更新控制策略,使得用戶(hù)體驗(yàn)不斷提升。比如之前提到的550在混動(dòng)模式下小于時(shí)速65公里是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高的問(wèn)題就聽(tīng)說(shuō)已經(jīng)通過(guò)控制策略升級(jí)明顯改善。希望越來(lái)越完善,越來(lái)越多的混合動(dòng)力車(chē)型可以在中國(guó)的市場(chǎng)上推出,給各位車(chē)友便利的同時(shí),也能夠改善環(huán)境何樂(lè)而不為呢?
(審核編輯: 滄海一土)
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