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2.0版路線圖:傳統(tǒng)汽車向混合動力車型轉(zhuǎn)變

工程師鄧生 ? 來源:OFweek維科網(wǎng) ? 作者:汽車相對論 ? 2020-10-20 10:51 ? 次閱讀
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在前不久的全球新能源汽車供應(yīng)鏈創(chuàng)新大會上,完成定稿并即將推行的國家2.0版《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》引起業(yè)內(nèi)熱議,最核心的變化就是專家組一致認(rèn)為,鑒于我國國情,多元化的汽車技術(shù)和能源種類更為合適,要在發(fā)展汽車電動化的同時,重視傳統(tǒng)汽車的轉(zhuǎn)型,今后15年中國傳統(tǒng)汽車要全面向混合動力車型去轉(zhuǎn)變。

2.0版路線圖讓大家重新將視野拉回“混動”領(lǐng)域,而近期關(guān)于“混動汽車”的話題其實早已很熱。比如李想炮轟大眾的插電混動不如理想ONE、通用汽車推出動力分流技術(shù)的插電混動微藍(lán),與此同時,本田i-MMD爆出大量質(zhì)量問題,這不禁讓我們思考,究竟混動車應(yīng)該怎么發(fā)展才好?怎樣才是穩(wěn)定高效的混動汽車呢?

一、混動一哥是怎么做的?

混動汽車領(lǐng)域的“執(zhí)牛耳者”豐田,又是怎樣發(fā)展的?我們以TNGA架構(gòu)的第八代凱美瑞雙擎為例,來看看混合動力,如何將一個“混”字作為核心的。

豐田的混合動力技術(shù)THS,如今已經(jīng)進(jìn)入到第四代THS。它的核心構(gòu)成是以阿特金森循環(huán)的自然吸氣汽油機(jī)加上專利結(jié)構(gòu)雙電機(jī)和行星齒輪組巧妙融合的E-CVT變速箱構(gòu)成的“雙擎動力”。雙擎混動的智能體現(xiàn)在,它可以根據(jù)車輛在啟動、行駛、加速、減速停車等不同狀況,智能地組合、發(fā)揮發(fā)動機(jī)和電動機(jī)各自的優(yōu)勢,實現(xiàn)駕駛樂趣與環(huán)保性能的兼顧。

單看發(fā)動機(jī)的參數(shù)和E-CVT電機(jī)的功率扭矩參數(shù),簡單做加法是無法得到THS系統(tǒng)最終系統(tǒng)功率的。因為隨車輛的動態(tài)行駛過程,車本身對于功率的實時需求以及扭矩的實時響應(yīng),是動態(tài)變化的,而雙擎技術(shù),就是這樣一個充分發(fā)揮“雙擎”中發(fā)動機(jī)和電動機(jī)各自優(yōu)勢,在動態(tài)中尋求極致高效近乎完美的解決方案。

在傳統(tǒng)燃油車當(dāng)中,由于內(nèi)燃機(jī)的工作特性,低轉(zhuǎn)速時扭矩不夠,高轉(zhuǎn)速時效率低,只有中間的一段轉(zhuǎn)速區(qū)間可以發(fā)揮效能。而傳統(tǒng)的變速箱是給發(fā)動機(jī)到車輪之間,做降低轉(zhuǎn)速、放大扭矩的單一功能,無論是AT還是MT或DCT都是如此,但廣汽豐田雙擎E-CVT則是取代了傳統(tǒng)變速箱的結(jié)構(gòu),用電機(jī)和行星齒輪代替了傳統(tǒng)的齒輪結(jié)構(gòu)。

配以創(chuàng)紀(jì)錄高燃效的阿特金森循環(huán)發(fā)動機(jī),E-CVT已經(jīng)超出了變速箱的定義范疇。E-CVT電動機(jī)在發(fā)動機(jī)效率不高的低轉(zhuǎn)速區(qū)間和低車速行駛區(qū)間,做動力填補(bǔ),不僅起步絲滑平順,而且高效率。

E-CVT是THS的核心構(gòu)件,而且?guī)в胸S田專利的行星齒輪機(jī)構(gòu)。需要提高車速時,E-CVT里的一大一小雙電機(jī),利用行星齒輪組的結(jié)構(gòu)特性,通過相互協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)速,E-CVT此時化作一個整體傳動裝置,將發(fā)動機(jī)輸出的動力,在保障超高機(jī)械效率的前提下,實現(xiàn)連續(xù)可變速比傳遞到車輪,形成了持續(xù)爆發(fā)連綿不絕的順暢提速??梢哉f,凱美瑞的E-CVT遠(yuǎn)比傳統(tǒng)CVT變速箱更平順有力,由于電機(jī)和行星齒輪結(jié)構(gòu)的相對簡單,E-CVT還具備極高的可靠性和耐久性。

在車輛不需要發(fā)動機(jī)提供很高動力的時候,發(fā)動機(jī)的一部分動力會被E-CVT的電機(jī)用來回收發(fā)電并存儲到電池當(dāng)中。而且車輛減速及制動過程中減少的動能,也會被系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成為電能儲存到電池,也就是能量回收。其他品牌的混動技術(shù)往往需要外掛電機(jī)來回收能量,而也是廣汽豐田雙擎E-CVT變速箱自身就可以回收能量,相比其他混合動力技術(shù)在體積方面更緊湊。

THS的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計,不僅充滿了治愈強(qiáng)迫癥的機(jī)械美學(xué),又實現(xiàn)了動力的無縫平滑銜接,20多年發(fā)展歷久彌新,我們不得不慨嘆豐田雙擎設(shè)計思路的前瞻性。

二、混動,增強(qiáng)性能還是提升燃油效率?魚與熊掌如何兼得?

汽車是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,尤其是經(jīng)歷了百余年發(fā)展之后,汽車結(jié)構(gòu)形態(tài)早已固化。無論是動力系統(tǒng)還是底盤懸架,每個組件不是孤立存在的,都是要服務(wù)與車型定位,調(diào)校出特有的差異化特性。每做一些局部調(diào)整升級,牽一發(fā)而發(fā)動全身來形容再貼切不過。

在混動發(fā)展上,汽車界也有著不同的演繹,有的廠商用電機(jī)來增加動力性能,有的廠商用電機(jī)做混合四驅(qū),而在凱美瑞雙擎混動上,我們看到了先高效,再運(yùn)動的兼得。曾經(jīng)的第七代凱美瑞雙擎,是混動中級車當(dāng)中油耗最低的代表作。而到了TNGA時代,第八代凱美瑞雙擎混動在更低油耗的前提下,也更注重運(yùn)動性能的表現(xiàn)。

真的兼得了?這不科學(xué)吧?

可能即便是“雙擎”老用戶或者忠實粉絲,都并不了解其中的奧秘,這一切要歸功于第四代THS 在E-CVT中的微小調(diào)整,MG1和MG2雙電機(jī)的布置形式做出了新的調(diào)整。平衡軸結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)不僅能夠讓E-CVT變速箱整體橫向尺寸縮小,更能夠充分釋放MG1和MG2雙電機(jī)的潛力,順帶還解決了以往布局MG2無法做得更大的物理限制。

總之從E-CVT的迭代更新以及TNGA架構(gòu)帶來全面的車身懸架運(yùn)動化提升,第八代凱美瑞雙擎混動在運(yùn)動性能上也取得了脫胎換骨的進(jìn)化,也從另一個方向告訴我們,雙擎技術(shù)不僅能夠帶來極致高燃效,更能夠帶來屬于電氣化時代特有的暢快愉悅駕駛特性。

三、第四代THS是如何做到獨具一格的駕駛體驗的?

最近,廣汽豐田在上海天馬山賽車場搞《雙擎杯》“耐力賽”,用全系雙擎混動來跑賽道,而實際成績,也讓在場的人有些驚訝。不僅僅是全力跑賽道,油耗也基本保持在7升/100公里的范圍,如果以省油的方式去跑,雙擎混動竟然還能做出低至2.9升/100公里的成績。

混動跑賽道,一方面是比拼高效下的“耐力”,一方面也宣示著TNGA平臺下的雙擎混動,駕駛體驗是經(jīng)得起賽道的考驗的。在鍵盤車神眼中,雙擎的2.5阿特金森發(fā)動機(jī)參數(shù)與E-CVT電機(jī)參數(shù)相加,發(fā)現(xiàn)參數(shù)總數(shù)與官方數(shù)據(jù)對不上,想當(dāng)然聯(lián)想到駕駛感動力性能不足。實際情況卻是,賬面數(shù)據(jù)并不代表實際體驗,能夠系統(tǒng)化輸出才是雙擎的特色,雙擎的動力輸出特性卻讓所有人感到出乎意料的好,這就是2.5發(fā)動機(jī)與E-CVT系統(tǒng)化的一個體現(xiàn)。

TNGA時代的雙擎,之所以能夠有非常大的變化,既取決于TNGA架構(gòu)本身的一些細(xì)節(jié)升級,也取決于第四代THS雙擎混動的技術(shù)進(jìn)步。阿特金森發(fā)動機(jī)的技術(shù)特性決定了其高燃效的特性,E-CVT的結(jié)構(gòu)決定了其體積緊湊、可靠性高、傳動高效平順的特性,電機(jī)與阿特金森發(fā)動機(jī)通過動力分流結(jié)構(gòu),優(yōu)勢互補(bǔ),時刻工作在高效工況。

德系混合動力往往采用的是P0+P2或P0+P4架構(gòu),動力參數(shù)賬面數(shù)據(jù)非常好看。但“滿電龍,虧電蟲”的軟肋讓其無法提供穩(wěn)定的混動駕駛體驗。而凱美瑞雙擎的特色在于,無論電池電量高低,雙擎均能輸出穩(wěn)定如一的駕駛體驗。

四、總結(jié):誰是更優(yōu)的混合動力選擇?

從THS系統(tǒng)的進(jìn)化歷程來看,經(jīng)歷了THS I到THS II,并且THS II也在不斷迭代升級,保持著技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢,是更高級的混動技術(shù)。而在大多數(shù)消費(fèi)者擔(dān)心混動車或者電動車電池的問題上,廣汽豐田行業(yè)內(nèi)獨家首創(chuàng)的電池?zé)o憂政策,也是一顆定心丸。

在某汽車網(wǎng)站上,廣汽豐田凱美瑞雙擎的口碑接近滿分,為了探究秘訣,筆者也對身邊一些凱美瑞雙擎的車友訪談,大家選擇雙擎混動的理由都非常充分,除了在安全、配置、油耗等等各個方面都十分優(yōu)秀均衡外,凱美瑞雙擎的電池組享受終生質(zhì)保,毫無后顧之憂,而且也不用單獨保養(yǎng)E-CVT變速箱、電動機(jī)等電驅(qū)系統(tǒng)元件,在維修保養(yǎng)方面和普通汽車完全相同。

那么問題來了,同是豐田雙擎,一汽豐田有亞洲龍,廣汽豐田有凱美瑞,這該怎么選?從技術(shù)層面看,亞洲龍和凱美瑞雙擎都是豐田雙擎的代表作,技術(shù)上不分伯仲。而從產(chǎn)品力及其他層面來看,廣汽豐田早在2010年就率先導(dǎo)入豐田混合動力技術(shù)并實現(xiàn)了量產(chǎn),具有更高價值感的凱美瑞顯然更符合中國消費(fèi)者對于中級轎車宜商宜家、能文能武的選擇,很多買家都給予了極高的評價:外觀大氣漂亮、安全性配置高,混動好開省油。無數(shù)車主的口碑積累鑄就的 “凱美瑞”金字招牌和“豐田全球最先進(jìn)工廠”廣汽豐田南沙工廠,也足以證明一切。

在汽車全面進(jìn)入電氣化時代,電車跟油車的界限越來越模糊,如何才是對消費(fèi)者來講更優(yōu)的選擇?在筆者看來,買混動車,廣汽豐田是更明智的選擇。

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