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油电混动技术主要代表就是丰田
行星齿轮混动系统(THS),也被称为最成熟的油电混动系统。行星齿轮动力分流系统并不难,但是丰田早在二十多年前已经申请了专利。
在这期间其他车企研发的混动系统不能直接采用行星齿轮混动系统,只能是想办法绕过去,例如多加一个行星排。国内的科力远就曾经开发出这样的混动系统(CHS),但是系统内耗增加、没有高效率的阿特金森循环发动机配合、机电技术落后与丰田,吉利帝豪试制样车后发现百公里油耗要比丰田高1升左右。这样一来也就没有了排产的必要。可以看出来CHS混动并不是原研,而是规避专利增加一个行星排而来,工作原理与THS几乎接近。
其实国内有一个汽车厂家,所研发的混动系统本田,就差那么一点点就可以媲美本田的IMMD混动。
本田的IMMD混动相信大家都知道其工作原理,如下图所示:
本田也依然受到专利挟制,不能够采用行星齿轮混动,但是本田凭借着自己的实力搞出了IMMD混动系统,原理简单、巧妙,凭借着两个电机一个离合器完成了油电混动,而且中高速油耗表现比丰田的THS混动还要好,中低速行驶时完全靠电机驱动、发电机则用来发电,高速行驶时发动机通过离合器直接驱动车轮。这套系统目前广泛应用在本田旗下的轿车/SUV/MPV上, 是本田最重要的一套动力系统也是将来大范围推广的系统。记住本田的IMMD混动与2012年面世。
接下来出场的就是国内混动汽车一哥:比亚迪
比亚迪不用多说了,新能源汽车的先行者。比亚迪在2008年就推出F3DM车型,也是比亚迪第一代混动汽车。直接看F3DM原理图:
HEV模式下,发动机驱动M1发电,为电池充电、为M2电动机供电,离合器断开,此时车辆由电动机驱动。EV模式下则由M2电机单独驱动车辆,电量不足时20%时,发动机启动为电池充电。急加速时离合器结合M1M2与发动机并联共同驱动车辆。
但是当时比亚迪的重心放在了电池上,其主要思路就是利用大容量电池来实现更远的续航,发动机在这里只是一个增程器/发电机而已,在研发混动时其出发点就是插电混动,押宝插电混动。毕竟插电的混动在大容量电池的配合下,可以轻松突破油电混动的低油耗。
而比亚迪是搞电子技术出身的,造电池起家,为很多手机厂商提供锂电池。而当年比亚迪押宝插电混动的砝码就是?铁电池?,即磷酸铁锂电池。当大容量铁电池组取得量产成功后,更加坚信了比亚迪走插电混动的信心。因为当时丰田的油电混动系统如同一座高山,难以逾越,而彼时的比亚迪涉及造车并不久,在燃油车领域内无论是发动机还是变速箱/底盘都属于学习研发阶段 、根本没有实力与丰田抗衡,比亚迪也深知自己的不足之处,所以压根没有想过造油电混动系统。当时的其他国产品牌也处在同样的境地,大家都刚刚起步,甚至还没有学会怎么造一台好车。在这种情况下,混动汽车研发上自然要更落后一些,也重心都放在燃油汽车上。
F3DM可以说与本田的IMMD混动系统非常接近了
比亚迪推出DM车型,四年后本田才发布IMMD混动技术。那为当年什么F3DM没有火起来呢?其实第一代DM车型还有很多不足之处,动力、驾驶体验等都要差一些。我们看看F3DM的配置表:
几个最关键的数据:三缸1.0L排量的发动机、发电机25kw、电动机50kw。这就是动力表现较差的根源,发动机、电动机功率偏小,导致在HEV模式下发动机无法提供足够的动力驱动车辆,驾驶体验自然要差很多。发动机功率不足,发电量偏小,驱动电机自然也难以吃到饱。再这样的动力配置下,驾驶感受是不会太好的,尤其是亏电后。
而本田的IMMD混动系统的表现则要好很多,可以媲美丰田的THS系统。下面我们对比一下本田与比亚迪混动的区别:
可以看出来除了电机与离合器布局不一样之外,电池容量不一样之外,两者混动原理几乎是一样的。
● 两者都是混连型混动,发动机用来发电或者直接驱动车辆。
● 为了改善动力/提高驾驶感受/降低油耗,本田的做法与比亚迪有所不同。例如采用了2.0L阿特金森循环发动机,热效率高达40.6%。
● 同时采用了135kw的驱动电机,最大扭矩315Nm,发动机有足够的功率驱动发电机,电动机可以吃到饱,因此在串联模式下车辆动力表现是非常好的。
● 大排量发动机高速巡航时动力表现/舒适性也是明显强于小排量三缸发动机的。
比亚迪之所以没有取得类似本田混动的成绩,完全是出发点不同造成的。在当时丰田混动一家独大的情况下,搞油电混动是不现实的。毕竟大家(国内所有的汽车厂商)温饱问题还没有解决、燃油汽车研发还有很长的路要走,自然无暇去研发油电混动汽车。
去年广州车展,奇瑞汽车动力总成技术中心总监古春山曾表示,未来奇瑞将推出1.5T+弱混48V、新一代2.0TGDI发动机和混动版1.5TGDI+混动专用变速箱DHT三大动力选择,与1.6TGDI发动机形成高低搭配。进入2020年,奇瑞陆续更新和推出了几款车型,混动系统已经成为了主要竞争点,相比传统燃油车燃油经济性更高。
要比咱就比技术,前段时间曾出现?瑞虎8混动版的申报,该车外观虽没有进行较大改动,但尾部增加了“hybrid”标识,即奇瑞最新研发的1.5TGDI+混动专用变速箱DHT的总成。第三代1.5TGDI高低功率两版本,低功率版本130kw,峰值扭矩260Nm;高功率版本140kw,峰值扭矩285Nm。最关键的还是DHT混动专用变速箱,可分别支持纯电驱动,增程模式驱动,并联模式驱动,发动机直驱模式等,奇瑞汽车自研。
奇瑞自研DHT变速箱,据悉该插电混动变速箱由三个动力源,可以形成10个组合挡位,最大输入扭矩510Nm,简单理解就是把发电机集成到变速箱里面了。电动机与自动变速器的集成,需要技术投入,机械结构简化的同时减少变速器挡数进而提高效率。奇瑞的混动系统不错,但相比丰田的THS和本田的i-MMD有着一些不同之处。
存在插电与不插电的区别,丰田汽车的THS在不插电领域可以说“笑傲江湖”,现在本田的i-MMD也在广泛收割粉丝。从技术角度出发,混动概念不限于是否插电,两种及以上的动力储备都可以称之为混合动力,插电混动最大问题在于馈电后性能大打折扣,油耗也会随之大幅提升。而不插电混动系统则是能够协调电机、电池、发电机工作,能够保证电池电量的充足。
目前新能源车可谓大行其道,丰田汽车的THS系统并不是现在才出现的,早在97年这套油电混动技术就应用到普锐斯车型中。THS系统由两个电、一个行星齿轮、一个离合器组成,在行星齿轮的协调下实现了电机与发动机的不同配合。简单讲就是丰田混动ECVT没有钢带不是摩擦传动,是齿轮传动,ECVT通过一组行星齿轮和两台电动机配合来实现无级变速。丰田专利技术,靠着技术壁垒,成就不插电混动领域的王者。
日系技术大户本田汽车同样有着混动系统,凭借i-MMD的优势迅速拉近与丰田混动的差距,本田可敬之处在于绕过了行星齿轮机构,由多片离合器机构代替,油耗水平与丰田THS相差不大。另外本田混动搭载了功率更大的电机,以及容量更大的电池,所以本田混动开起来更有劲儿,目前本田i-MMD系统已经布局到主流热销车型上。
国产车在进步,当然想要超越还需要一些时日。
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