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2021年,终于有机会给PHEV洗地了!

新车评网  作者: XCP赵信杰 +关注   2021-07-06 评论 (0)

从比亚(ya)迪DM-i开始,PHEV长久以(yi)来背着的恶(e)名,终(zhong)于要被洗(xi)刷干净(jing)了(le)。

关键词:   混合动力   比亚迪   DM-i   长城

比亚迪DM-i的(de)(de)(de)(de)火爆让我们见识到了PHEV市场的(de)(de)(de)(de)潜力,从比亚迪DM-i,到长城、广(guang)汽、奇瑞(rui)、东风……几乎是(shi)(shi)一(yi)夜(ye)之间(jian),自主品(pin)牌的(de)(de)(de)(de)高效插(cha)(cha)电(dian)混动(dong)系统好像雨(yu)后春笋般冒了出来。各家发布的(de)(de)(de)(de)油(you)耗表现(xian),也(ye)是(shi)(shi)低得吓人,大有(you)(you)赶超(chao)本(ben)田(tian)、丰田(tian)混动(dong)之势。自主品(pin)牌造插(cha)(cha)电(dian)混动(dong)车,其(qi)实(shi)也(ye)有(you)(you)很(hen)悠久的(de)(de)(de)(de)历(li)史了,但为什么在最近才(cai)开始(shi)引爆市场呢(ni)?这(zhei)其(qi)实(shi)和混动(dong)车是(shi)(shi)否插(cha)(cha)电(dian)一(yi)点(dian)关(guan)系都(dou)没有(you)(you),更深层的(de)(de)(de)(de)原因其(qi)实(shi)在别处。

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早年间PHEV车型在(zai)工信(xin)部中的(de)申报油耗非常(chang)低,但在(zai)亏电状态下油耗太高,驾(jia)驶(shi)体验大(da)(da)打(da)折扣,让人(ren)望而却步。很多(duo)人(ren)认(ren)为(wei)这是因为(wei)PHEV的(de)大(da)(da)电池影响了(le)驱动效率,但我(wo)觉得问题的(de)症(zheng)结出现在(zai)传动系统中,唯有解(jie)决(jue)这些问题,能有可(ke)能让更(geng)多(duo)消(xiao)费者接受,而今年似(si)乎自主品牌们找(zhao)到了(le)脉门(men)。下面容我(wo)从(cong)头说起。

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发动(dong)(dong)机(ji)的(de)(de)极(ji)限(xian)热效(xiao)率虽然(ran)可以很(hen)高,但并不是在(zai)(zai)所有(you)工(gong)(gong)况下(xia)都保持在(zai)(zai)最(zui)高值(zhi),在(zai)(zai)纯燃油车传(chuan)动(dong)(dong)体系中(zhong),发动(dong)(dong)机(ji)需要(yao)负担怠速(su)、起步等工(gong)(gong)况的(de)(de)动(dong)(dong)力输出。而在(zai)(zai)这些(xie)工(gong)(gong)况下(xia),发动(dong)(dong)机(ji)的(de)(de)热效(xiao)率会低至5%-10%的(de)(de)水(shui)平(ping)。只要(yao)发动(dong)(dong)机(ji)无法长时间(jian)保持在(zai)(zai)高热效(xiao)率区间(jian)工(gong)(gong)作,再高的(de)(de)极(ji)限(xian)热效(xiao)率都无法在(zai)(zai)油耗(hao)数字(zi)中(zhong)体现。

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而(er)像米勒循环、稀燃技术这(zhei)些能有(you)效(xiao)提高发动(dong)(dong)机热效(xiao)率(lv)的方法,都需要(yao)牺牲(sheng)发动(dong)(dong)机低(di)转速的动(dong)(dong)力输(shu)出、响应(ying)速度来实现。但(dan)碍(ai)于纯燃油车的传动(dong)(dong)系统(tong),发动(dong)(dong)机低(di)转速性能是有(you)要(yao)求(qiu)的,这(zhei)就(jiu)使得工程师为了照(zhao)顾(gu)发动(dong)(dong)机的低(di)转速输(shu)出,不(bu)得不(bu)放(fang)弃追(zhui)求(qiu)更高的极(ji)限热效(xiao)率(lv)。

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早(zao)期PHEV相(xiang)当于“油(you)改混”,在燃(ran)油(you)车(che)(che)的传(chuan)动(dong)(dong)架构上(shang)加电(dian)机。这使得发(fa)动(dong)(dong)机和(he)车(che)(che)轮(lun)间(jian)无法通过(guo)完全解(jie)耦的方式传(chuan)递动(dong)(dong)力,当电(dian)池亏电(dian)时发(fa)动(dong)(dong)机为了(le)弥补电(dian)机无法输出(chu)动(dong)(dong)力的空缺,仍会进(jin)入低效率工作区间(jian),导致油(you)耗上(shang)升。

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要(yao)解决上面(mian)的问题,就(jiu)需要(yao)同时具备串(chuan)联式和并联式混合动(dong)力驱(qu)动(dong)模(mo)式的混动(dong)专用变速箱(Dedicated Hybrid Transmission)。绝大多数DHT配备两个电机,存在两条驱(qu)动(dong)路(lu)径。

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机电(dian)(dian)路(lu)(lu)径是发(fa)动(dong)机高(gao)热效(xiao)率(lv)工况下做功,机械能(neng)通过(guo)发(fa)电(dian)(dian)机转(zhuan)化为(wei)储存在电(dian)(dian)池中的(de)电(dian)(dian)能(neng)的(de)驱动(dong)路(lu)(lu)径。驱动(dong)电(dian)(dian)机的(de)高(gao)效(xiao)率(lv)区(qu)间(jian)(jian)(jian)位(wei)于低(di)转(zhuan)速(su),刚(gang)好(hao)覆(fu)盖了发(fa)动(dong)机的(de)低(di)效(xiao)率(lv)区(qu)间(jian)(jian)(jian),在纯燃油车(che)中发(fa)动(dong)机低(di)效(xiao)率(lv)输出(chu)的(de)工况,使用(yong)电(dian)(dian)机输出(chu)动(dong)力(li),就可以(yi)避免(mian)发(fa)动(dong)机进入低(di)效(xiao)率(lv)区(qu)间(jian)(jian)(jian)工作(zuo)。机电(dian)(dian)路(lu)(lu)径虽然经过(guo)了两次能(neng)量转(zhuan)化,但因(yin)为(wei)发(fa)动(dong)机在最高(gao)热效(xiao)率(lv)区(qu)间(jian)(jian)(jian)发(fa)电(dian)(dian),总体热效(xiao)率(lv)还是比发(fa)动(dong)机在低(di)效(xiao)率(lv)区(qu)间(jian)(jian)(jian)直(zhi)接输出(chu)动(dong)力(li)要高(gao)得多。

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在(zai)机(ji)(ji)(ji)电路(lu)径之外(wai),混动专用变速(su)箱还保留了发动机(ji)(ji)(ji)、驱动电机(ji)(ji)(ji)与车(che)轮硬(ying)链(lian)接(jie)的(de)(de)并联式驱动路(lu)径,名为(wei)机(ji)(ji)(ji)械路(lu)径。机(ji)(ji)(ji)械路(lu)径主要解决机(ji)(ji)(ji)电路(lu)径在(zai)高速(su)巡航状(zhuang)态下效率(lv)低的(de)(de)问题,在(zai)此(ci)工况下,发动机(ji)(ji)(ji)可通过合(he)理的(de)(de)传(chuan)动比直接(jie)在(zai)高热(re)效率(lv)区间驱动车(che)轮,减少机(ji)(ji)(ji)电路(lu)径中(zhong)机(ji)(ji)(ji)械能(neng)到电能(neng)再(zai)变回机(ji)(ji)(ji)械能(neng)过程中(zhong)的(de)(de)能(neng)量(liang)损(sun)失(shi),提高驱动效率(lv)。

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不(bu)需(xu)要考虑低(di)转速等低(di)效(xiao)率(lv)区间(jian)的动(dong)力输出问(wen)题(ti)后,工(gong)程(cheng)师就可(ke)以(yi)(yi)使用阿特(te)金森循环、稀(xi)薄燃烧等提(ti)高热(re)(re)效(xiao)率(lv)的措施,针(zhen)对发(fa)(fa)动(dong)机(ji)的高热(re)(re)效(xiao)率(lv)工(gong)作区间(jian)进行重点(dian)优化,进一步提(ti)升燃油经济(ji)性。所以(yi)(yi)近年来自主品牌的高燃效(xiao)发(fa)(fa)动(dong)机(ji)越来越多,比亚迪(di)的骁云发(fa)(fa)动(dong)机(ji)热(re)(re)效(xiao)率(lv)43.1%,广汽钜浪(lang)动(dong)力2.0L ATK发(fa)(fa)动(dong)机(ji)热(re)(re)效(xiao)率(lv)42.1%。一辆省(sheng)油的混(hun)动(dong)车中,高燃效(xiao)发(fa)(fa)动(dong)机(ji)和混(hun)动(dong)专用变(bian)速箱是共生(sheng)的关(guan)系,缺(que)一不(bu)可(ke)。

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在众(zhong)多的混动(dong)专用变速(su)箱(xiang)中,丰田THS和(he)通用Voltec算是比(bi)较特别的,它们(men)通过行星齿轮组对发动(dong)机(ji)和(he)两个(ge)电(dian)机(ji)的动(dong)力(li)进行耦合,完整的机(ji)电(dian)路径和(he)机(ji)械路径可(ke)以同时进行并无(wu)级调(diao)节(jie)。通过调(diao)节(jie)发电(dian)机(ji)的发电(dian)功(gong)率(lv),让发动(dong)机(ji)保持在高效率(lv)工作区间。

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而(er)目前(qian)亮相的(de)(de)自主品牌(pai)混(hun)动专(zhuan)(zhuan)用变速箱(xiang),它(ta)们(men)的(de)(de)原理和本田i-MMD较为接近,完(wan)整(zheng)的(de)(de)机械路径或机电(dian)路径传(chuan)动只能同(tong)时进行一个。为什(shen)么呢?因为它(ta)的(de)(de)构造相对行星齿轮组更加简单,同(tong)时避开了(le)THS的(de)(de)专(zhuan)(zhuan)利壁垒,更重要的(de)(de)是,整(zheng)套系统的(de)(de)核心——用于接合和断(duan)开发动机直连的(de)(de)离合器(qi),甚至(zhi)完(wan)整(zheng)的(de)(de)双电(dian)机DHT总(zong)成,在(zai)汽车零部件(jian)市场中已经有比较成熟的(de)(de)解(jie)决方案(an),可以通过(guo)采购获得(de)。德国老牌(pai)零部件(jian)供应商舍弗勒(le)早(zao)在(zai)2018年就发布了(le)自己(ji)的(de)(de)MM-DHT混(hun)动专(zhuan)(zhuan)用变速箱(xiang),它(ta)的(de)(de)整(zheng)体构造和比亚迪DM-i其(qi)实差不多。

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自主品牌各大(da)“类i-MMD”的(de)工作模(mo)(mo)式其实差不(bu)多,在驱动(dong)模(mo)(mo)式上,他们和(he)i-MMD有一(yi)个很(hen)大(da)的(de)不(bu)同(tong)。就是在高速工况(kuang)全力加(jia)速时使用(yong)的(de)是发动(dong)机和(he)电机共同(tong)直接(jie)向(xiang)车轮(lun)输出动(dong)力的(de)机械路径,而非i-MMD的(de)机电路径。但对(dui)于变(bian)速箱的(de)传动(dong)选择(ze),每家车企提出的(de)解(jie)决方案其实并不(bu)太一(yi)样。

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比亚(ya)迪DM-i继承了12年前在F3DM上的(de)DM混(hun)合动力系统(tong)的(de)主要结(jie)构,最大的(de)变化是(shi)发电(dian)机(ji)和(he)驱动电(dian)机(ji)不(bu)再同(tong)轴布(bu)(bu)置(zhi),而是(shi)异(yi)轴布(bu)(bu)置(zhi),减少了机(ji)舱内的(de)空(kong)间占(zhan)用(yong)。同(tong)时(shi),驱动电(dian)机(ji)到主减速器增加(jia)了两对减速齿轮放大了扭矩,这样,驱动电(dian)机(ji)的(de)体积可以减小,同(tong)时(shi)在高效区间内工作的(de)时(shi)间更长。此外(wai),DM-i中的(de)电(dian)机(ji)还是(shi)扁线电(dian)机(ji),同(tong)等功率下尺寸可以做得(de)更小。

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低速(su)状(zhuang)态(tai)(tai)下(xia)发(fa)动(dong)机(ji)和传(chuan)动(dong)系统完全解(jie)耦,使用机(ji)电(dian)传(chuan)动(dong)路径,因(yin)此发(fa)动(dong)机(ji)依(yi)然(ran)能在(zai)(zai)大部分时间内(nei)(nei)保持在(zai)(zai)高(gao)(gao)效(xiao)区间内(nei)(nei)运作。这(zhei)(zhei)就可以让发(fa)动(dong)机(ji)工(gong)程师针对高(gao)(gao)效(xiao)工(gong)况使用更多优化措(cuo)施,让比(bi)亚迪骁云1.5L发(fa)动(dong)机(ji)的热(re)效(xiao)率(lv)高(gao)(gao)达(da)43%。同时DM-i电(dian)池(chi)容量(liang)要比(bi)丰田(tian)THS、本田(tian)i-MMD系统要大得(de)多,这(zhei)(zhei)让DM-i有(you)了充足(zu)的电(dian)量(liang)储备进行高(gao)(gao)速(su)工(gong)况下(xia)油电(dian)并联加速(su)。不过这(zhei)(zhei)仅(jin)仅(jin)限于电(dian)池(chi)满电(dian)状(zhuang)态(tai)(tai)下(xia),若在(zai)(zai)亏电(dian)状(zhuang)态(tai)(tai)下(xia),高(gao)(gao)速(su)工(gong)况下(xia)的动(dong)力输出和响应还是稍(shao)微慢(man)了一拍。

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而长城柠檬(meng)DHT和(he)奇瑞鲲鹏DHT的基本原理和(he)比(bi)亚迪DM-i差别不(bu)大(da),都是(shi)(shi)靠离合(he)器(qi)实现(xian)机电传(chuan)(chuan)动和(he)机械传(chuan)(chuan)动的切换(huan)。但(dan)是(shi)(shi)多(duo)级传(chuan)(chuan)动齿(chi)轮的构造让长城柠檬(meng)DHT和(he)奇瑞鲲鹏DHT拥有了更加广泛的发(fa)动机直连速(su)度区间。

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长城柠檬DHT为(wei)发动(dong)(dong)(dong)机(ji)直(zhi)连工(gong)况(kuang)配备了两个(ge)挡(dang)(dang)位,分别用于中(zhong)(zhong)低速(su)巡(xun)航(hang)和中(zhong)(zhong)高速(su)巡(xun)航(hang)工(gong)况(kuang),中(zhong)(zhong)低速(su)巡(xun)航(hang)挡(dang)(dang)传动(dong)(dong)(dong)比更(geng)(geng)大,更(geng)(geng)加(jia)(jia)(jia)适应中(zhong)(zhong)低速(su)巡(xun)航(hang)工(gong)况(kuang),中(zhong)(zhong)高速(su)巡(xun)航(hang)和缓加(jia)(jia)(jia)速(su)不需要太大的(de)扭矩,因此(ci)传动(dong)(dong)(dong)比偏小的(de)中(zhong)(zhong)高速(su)巡(xun)航(hang)挡(dang)(dang)更(geng)(geng)加(jia)(jia)(jia)适合(he)。同时两挡(dang)(dang)直(zhi)驱(qu)模式(shi)还具备一定的(de)加(jia)(jia)(jia)速(su)能(neng)力,动(dong)(dong)(dong)力直(zhi)驱(qu)挡(dang)(dang)中(zhong)(zhong)低速(su)加(jia)(jia)(jia)速(su)时更(geng)(geng)加(jia)(jia)(jia)有力。当然急加(jia)(jia)(jia)速(su)工(gong)况(kuang)是长城柠檬DHT和i-MMD最大的(de)区别了,发动(dong)(dong)(dong)机(ji)和驱(qu)动(dong)(dong)(dong)电机(ji)共(gong)同驱(qu)动(dong)(dong)(dong)车(che)轮的(de)并联(lian)模式(shi)能(neng)够发挥出系(xi)统最强的(de)动(dong)(dong)(dong)力。

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将(jiang)在瑞(rui)虎(hu)8 PHEV上首次亮相的(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)瑞(rui)鲲(kun)鹏(peng)DHT虽(sui)然没有公布(bu)具体的(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)结构,但(dan)从已经注册的(de)(de)(de)(de)(de)专利来看,鲲(kun)鹏(peng)DHT结构更(geng)加复杂(za),两(liang)台电(dian)机(ji)、3组多(duo)片式(shi)离合器(qi)、3组变(bian)速(su)齿轮实现了(le)发(fa)动(dong)机(ji)传(chuan)(chuan)动(dong)三挡(dang)(dang)变(bian)速(su)和电(dian)机(ji)传(chuan)(chuan)动(dong)两(liang)档变(bian)速(su),让(rang)发(fa)动(dong)机(ji)和驱动(dong)电(dian)机(ji)都能(neng)尽可(ke)能(neng)在高(gao)效区间内工作。奇(qi)瑞(rui)仍未公布(bu)鲲(kun)鹏(peng)DHT的(de)(de)(de)(de)(de)工作模式(shi),但(dan)预计也会(hui)(hui)和长城柠檬DHT差不(bu)多(duo),更(geng)多(duo)挡(dang)(dang)位变(bian)速(su)能(neng)够(gou)最(zui)大程(cheng)度(du)保证发(fa)动(dong)机(ji)和电(dian)机(ji)尽可(ke)能(neng)保持在高(gao)效区间内运作,但(dan)繁杂(za)的(de)(de)(de)(de)(de)传(chuan)(chuan)动(dong)系(xi)也会(hui)(hui)导(dao)致重量上升,同(tong)时多(duo)组多(duo)片式(shi)离合器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)存在也让(rang)鲲(kun)鹏(peng)DHT的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性要打个问号。

自(zi)主PHEV赶超两田还有(you)多(duo)远?

近(jin)年来,随着(zhe)国家政策的(de)改变,PHEV车型(xing)“虚(xu)标”油(you)耗(hao)(hao)的(de)空间越来越小,这对PHEV车型(xing)的(de)油(you)耗(hao)(hao)表(biao)现,尤(you)其是亏电油(you)耗(hao)(hao)提出了更高的(de)要求。混动专用(yong)变速箱的(de)发展(zhan)让以往(wang)多少带有点“骗(pian)补”属性的(de)自(zi)主PHEV无(wu)论在(zai)行驶质感上还是在(zai)节油(you)效(xiao)果上都有大(da)幅进步(bu),因此(ci)东风(feng)、五(wu)菱、吉利、北汽等众多厂商也开始(shi)跟进研发。

但刚刚亮相没多久的新技术,要追赶上经过多年锤炼的丰田、本田混动系统,还是需要一点时间的。历史上两田在混动系统可靠性上交了不少学费。自主品牌混动(dong)使用(yong)的低速(su)机电传动(dong)-高速(su)机械(xie)传动(dong)的逻辑,在转换时的平顺性(xing)和长期(qi)使用(yong)可靠(kao)性(xing)会是短板。近日在已经交车的比亚迪DM-i车型中,已经有不少行驶过程中失去动力的案例。看来自主品牌PHEV要赶上两田,恐怕还有不少的路要走。

来源:新车评网
标(biao) 签   混合动力   比亚迪   DM-i   长城
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