混動技術的發展
近幾年來混合動力這個詞越來越多的出現在大家的視線中。混動看似是新技術,其實已經有二三十年的歷史了。自出現以來,它一直是各大車企研究的方向之一。雖然各家的技術路線不同,但是將兩種動力源合二為一,取長補短的思路是不謀而合的。
技術的進步,顯而易見。從第一個混動量產車型普銳斯,到后來的大眾高爾夫、邁騰的藍驅微混車型,到現在的大眾GTE插電混動系列以及其他品牌的PHEV車型,我們能看到的是混動車型越來越多,有的產品主打動力性,有的產品主打經濟性。對于消費者來說,的確是有了更多選擇。
2012款高爾夫藍驅
而這背后,政策的引導,就像一針強心劑,加快了產業鏈的成熟。從零部件的技術成熟到成本的降低,幾乎都發生在2010年補貼政策落地之后的這十年。另外一方面,購車人群觀念的變化、對于混動技術接受度的提高,也促進了混動車型的銷量。
混動系統,
作為將內燃機、電池電驅融會貫通的技術,其實從技術難度上說,比傳統車和電動車都要大,不是大一點,而是成倍增加。因為要將電機、發動機兩者的優勢同時發揮,還要克服系統復雜帶來的諸多不穩定因素,其實比大家想的要困難得多。
但是考慮到電動車對于基礎設施的要求,以及現階段技術的成熟程度,對于大部分人,一臺混動車能夠覆蓋絕大多數的出行要求,并且降低油耗、提高舒適性,而電動車目前基本還做不到。在我看來這是混動技術存在的意義,以及大多數傳統廠商選擇傳統車、混動、電動車三條路線齊頭并進的主要原因。
HEV車型
可以說是PHEV車型的“前輩“,是混動技術的早期產品。
從HEV開始,工程師們就開始考慮如何讓發動機和電動機二者協同工作,互相取長補短,實現更好的動力性和經濟性。技術人員發現,電機的優勢,是低速扭矩大,響應快,可以明顯改善低速下的駕駛體驗,并且降低油耗。所以如何利用電機這個特點,就是系統設計的主要目標之一。
通過這些年的HEV產品,我們總結HEV產品的特點大概有這么幾條:
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對電池能量的依賴程度不高,不需要外接充電。通過精妙的設計和匹配,電機主要的作用是在中低速的工況下提供助力,使得發動機工作在高效的區間。從而達到省油效果。
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由于電池較小,無法實現純電動行駛,或是純電動行駛的里程很短,并且限制較多(比如速度稍高就會強制退出純電動模式)。
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由于電池較小,可提供的能量不足。大部分產品無法實現PHEV那么好的加速性能。
而PHEV與HEV在技術上的差別,主要在于電池。PHEV的P指的是Plug-in,電池大了,所以通過插電的方式來充電,能夠達到更好的省油效果。
隨著政策的推動,早期的HEV車型,逐漸通過技術升級,成為了PHEV車型。說起PHEV,就無法繞開在歐洲作為主流的P2結構。
要說對于國內市場的研究,就不得不提到大眾這個品牌。近年來,大眾將GTE作為混動的技術品牌,陸續推出了不少車型。比如從進口的高爾夫GTE,蔚攬GTE,到這兩年國產的帕薩特PHEV,途觀PHEV,可見混動技術的覆蓋率確實在不斷提高。
而4月份一汽-大眾剛剛發布了他們的第二款國產混動車型---
探岳GTE
。我就試著解讀一下這款車如何吧。
首先,大眾的GTE技術,都是基于
P2結構的并聯混動技術
。P2指的是電機位置位于發動機與變速箱輸入端之間(準確說是集成到了變速箱內部)。也就是說發動機和變速箱之間,加入了離合器+電機這兩個零部件。再加上電池,所以混動系統的成本是比同平臺燃油車型高了一些的。
這么做的好處,是能夠將發動機與變速箱分開,從而支持純電動行駛模式。對于有充電條件的用戶,用車成本降低是分分鐘的事情。
對于參數感興趣的知友,不妨看看經典的外特性圖。混動系統的外特性的優勢就在于,系統從啟動開始就能輸出400N·m的扭矩,這是傳統車型所無法比擬的動力特性,也是P2結構的優勢之一。至于系統總功率,那就更是差距明顯了。
探岳GTE的發動機是大眾經典的EA211 C6,不管是油耗還是動力,都是小排量發動機中的高分選手。
要照顧到不同模式切換的平順,還要保證經濟性,可靠性和換擋質量,這臺DQ400E變速箱的壓力才是真的大。這就是我之前提到混動技術難度大的原因之一。
另外電池技術現在也是車企的核心競爭力之一,不管是對于供應鏈的開發還是具體技術的運用,大眾的布局能力應該是顯而易見的。很多人擔心電池的故障率會不會很高,可以舉一個簡單例子。
探岳GTE的電池位于車輛后部,很好的平衡了車輛的載荷。
電池管理系統(BMS)就如同電池的大腦,如果電池出現輕微故障,高壓系統不會立即失效,而是會進入故障模式,保證駕駛員能夠將車開到維修地點;如果是碰撞一類的嚴重故障,高壓系統將被切斷,從而保證駕駛員和乘客的人身安全。
很多人覺得混動技術聽起來不錯,但是實際使用到底怎么樣,能帶來哪些好的體驗呢?似乎模式很多,用起來很麻煩,還不一定省油。對于探岳GTE來說,這個問題,很好回答。
探岳GTE具備5種駕駛模式。分別是EV、混動、電量保持、充電和GTE模式。那么我們就來看看這5種模式到底能帶來什么。
這種模式適合公司或者小區停車位有充電樁的用戶,54公里的續航(當然實際使用肯定沒這么多),對于大多數人的通勤距離來說,還是可以覆蓋的。這個續航在同級別PHEV中也是十分優秀的水平。
EV模式下,沒有發動機的噪聲,基本就是純電動車的體驗---安靜、平順,尤其適合應對市區的擁堵。最重要的,不管能覆蓋多大比例的通勤,電費確實便宜啊,想說不香都難。
EV模式下SOC將會不斷降低,直到進入Auto模式,趨于穩定。
對于沒有充電條件的用戶,這種模式就是默認的駕駛模式了。控制系統會自動協調發動機和電機的工作,帶來比較好的燃油經濟性和動力。可能有人認為,在電池不充電的情況下,油耗會異常的高,其實不然。我們所看到的電池沒電,其實只是代表電池無法支持純電行駛,但是依舊可協助發動機避開經濟性不好的工作區間,并且實現助力,從而達到降低油耗的效果。也就是我們說的電驅系統的「削峰填谷」的功能。
這種模式下,電機的輸出被大大限制了。基本只有發動機在輸出動力。如果電池SOC較高,但是在高速上駕駛,覺得發動機的油耗已經很低了,那么完全可以切換到電量保持模式,將電量留到市區擁堵的時候。
換個說法,你剛買了新車,想跟朋友秀一下這是一臺混動,那就提前打開這個模式,留著電量等朋友上車再開始各種操作。
充電模式,對于使用來說應該是最低頻的一種模式了。也許大家好奇為什么會有這種用發動機給電池充電的「多此一舉」的模式。其實也是政策引導的結果,比如倫敦的超低排放區,對于排放超出標準的車輛會進行額外收費。如果駕駛員有一臺混動車,那么在進入這個區域之前,就可以提前打開充電模式,給電池充電,從而保證在這個區域內能夠滿足排放要求,節省一筆費用(相信我這個費用肯定比電費要貴得多)。

這是GTE車型對于運動模式的特殊命名。這個模式下,發動機和電機的輸出都會變得比較激進,帶來最強勁的扭矩輸出和強大的推背感,另外還有聲浪模擬單元,模擬V8發動機排氣聲浪,提升駕駛運動感受。
雖然百公里加速無法跟性能車相提并論,但是有了電機的幫助,加速會平順許多。那種踩了油門等著變速箱降擋的捉急體驗,應該是一去不復返了。
為什么把擁堵拿出來說?是因為體驗的提升。對于擁堵路況,插電混動車型相對于傳統燃油車的體驗,是明顯的優勢。
在低速下,插電混動車型可以通過純電模式,避免發動機在低速下不盡如人意的表現,將電驅系統的在低速下安靜、扭矩響應好的優勢徹底發揮出來。
擁堵還帶來另外一個問題,需要頻繁操作制動和油門,駕駛員疲勞。作為一臺混動車,探岳GTE在D檔、GTE模式、充電模式、B檔下的能量回收強度,有不相同的調教。
最強的是B檔,當駕駛員松開油門,會有比較強的制動感。開過電動車的朋友們知道,在市區擁堵的時候,比較強的制動能夠明顯減少踩剎車的次數,大大降低駕駛疲勞感。這也是為什么大部分電動車都提供「制動回收強度」這個調節選項的原因。探岳GTE這一點的確非常實用。
多一種能源的優勢,不止是提升駕駛感受。電能的便捷性,同樣與燃油有著天差地別。舉個簡單的例子,對于混動車型,駕駛員通過車載互聯系統,在上車之前預定空調啟動的時間和溫度,避免寒冬和酷夏時剛進入車的不舒適感受,這就是典型的駕駛之外的「體驗升級」。
我相信在不久的未來,隨著科技進步和基礎設施的成熟,還會有更多的「復合技術」。比如基于車載導航,混動系統可以智能的選擇一個最適合道路情況的方案,相當于一個「智能駕駛模式」,帶來最優化的駕駛體驗和經濟性。
混合動力系統集成了發動機、變速箱、電池等一系列復雜的技術,可以說是汽車動力系統中的「技術結晶」。
但是再復雜的技術,也應該是以人為本的——應該給人帶來便利、效率和舒適,簡單來說就是好的體驗。探岳GTE是個很好的例子,豐富的駕駛模式,充足的純電續航里程,超低的油耗,以及一系列駕駛輔助功能,大大提升了駕駛者的體驗。
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