[愛卡汽車 科技頻道 原創]
不可否認,2020年是電動車長足發展的一年,不但在技術方面有所突破,在銷量方面的增長更是有目共睹。但考慮到充電設施的建設、電池和成本等綜合因素,傳統的內燃機汽車仍將長期存在,并依舊占據著可觀的市場份額。所以如何讓傳統的內燃機汽車實現節能減排,同樣是眾多汽車生產商面臨的問題,混合動力技術目前來看是最有效的解決方案。
所以可以預見,在接下來幾年中,越來越多的主機廠將會進入到混合動力的領域。而不同于純電動汽車千篇一律的動力系統,混合動力技術的種類眾多,有些追求強勁的動力,有的追求如何降低油耗。這其中我們最熟悉的或許就是豐田的混動系統了,但除此之外,在2021年又有哪些是我們最為期待的混動技術和車型?今天就為大家介紹一下。
在中國,說起插電式混合動力技術就繞不過比亞迪,這次我們不妨也先從比亞迪開始說起。自2008年比亞迪推出F3DM以來,比亞迪已經累計銷售了42萬輛插電混動車型(PHEV),可以說是非常成功。但比亞迪的DM技術并不完美,它的動力表現突出,但是燃油經濟性一般。所以為了降低油耗,比亞迪重起爐灶開發出了一套全新的插電混動技術,取名為DM-i,i代表intelligent,指智慧、節能、高效;以區別于現有的DM-p技術。DM-i技術更加注重燃油經濟性,追求極致的效率;DM-p技術則以性能為導向,追求動力和加速。
比亞迪的DM插電式混動技術經歷了三代的發展,其中第一代采用串并聯架構,強調發動機與電機的協同,比較注重燃油經濟性;第二代和第三代更加注重動力,強調發動機與電機的共同出力。DM-i技術則“回歸”到與第一代DM技術比較類似的雙電機串并聯架構,但這套系統里的每個部分都擁有了巨大的進步。
DM-i插電混動系統由一臺超高熱效率的發動機、整合了兩臺電機和減速器的EHS電混系統,以及一組混動專用刀片電池共同組成,那么這三個部分又有哪些技術特點呢?
在發動機方面,比亞迪為DM-i系統開發了兩臺擁有超高熱效率的發動機,分別是驍云-插混專用1.5L高效發動機和驍云-插混專用渦輪增壓1.5Ti高效發動機(驍云是比亞迪旗下弗迪動力的燃油動力品牌),以覆蓋從緊湊型三廂車到中大型SUV的整個產品線。雖說對于混動車型來說,混動技術非常關鍵,但發動機依然是動力的主要部分,如果沒有一臺高效的發動機,油耗自然也不會很低。
驍云-插混專用1.5L高效發動機是一款自然吸氣發動機,它的動力不強,額定功率僅為81kW(110馬力),最大扭矩也只有135Nm,但是它的峰值熱效率達到了43%,位居世界前列。秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i將搭載這款發動機。對于這款發動機,我們此前已經做了較為詳細的介紹,感興趣的朋友可以點擊下方圖片跳轉閱讀。
發動機部分解決了,那DM-i系統是如何“混”的呢?EHS電混系統就要起到重要作用了,它相當于是兩個電機組成的E-CVT系統,因為完全取代了傳統的機械變速箱,所以和日系的混動系統,特別是本田的i-MMD比較類似。
比亞迪EHS電混系統由兩臺電機構成,它們采用平行布置,這能最大程度的減小橫向空間,從而適配更多的車型。這兩臺電機有一臺是發電機,另一臺是驅動電機。在電機上方是電控系統,其功率半導體是比亞迪自主研發生產的IGBT 4.0。
從模型上我們可以更加清楚地看到電機的位置,其中綠色的是發電機,紅色的是驅動電機。這兩臺電機是轉速可達16000rpm的超高轉速扁線電機,最高效率達到了97.5%。和傳統繞組相比,扁線繞組線圈結構的橫截面積更大、長度更短,所以電阻和能量損耗都得以降低,所以扁線電機有更高的效率和功率密度。
比亞迪說DM-i是“以電為主的混動技術”,是因為該系統會在很大一部分工況里處于串聯狀態,動力主要來自電機,因此可以獲得如同電動汽車一般的順暢駕駛體驗,同時發動機可以長時間工作在高效區間。DM-i的運行模式非常類似本田的i-MMD混動系統,但主要區別有2點:本田i-MMD的雙電機是同軸的、本田i-MMD較少使用并聯模式。
從左側的示意圖中我們可以看到:在直驅離合器打開時,發動機帶動發電機產生電能,為驅動電機供電,車輪上的動力全部來自驅動電機,EHS電混系統是串聯狀態;在直驅離合器閉合時,發動機可以直接向車輪輸出動力,同時也可以帶動發電機產生電能,EHS電混系統是發動機直驅模式或者發動機與電機并聯的模式。
雖說比亞迪DM-i技術與本田的i-MMD比較類似,但DM-i的電池容量更多,所以可以外插充電,甚至可以直流快充,而i-MMD的電池較小,不能外插充電。技術上講,比亞迪也可以推出不插電版的DM-i,但這樣就無法享受國家的新能源政策優惠了,所說在成本方面大容量電池價格較貴,但在補貼的情況下,可以省下一兩萬元的購置稅,所以競爭優勢依舊明顯。
DM-i車型搭載的是比亞迪目前非常出名的刀片電池,電芯單體的電壓為25.6V,容量為1.22kWh。多個電芯組成的電池組容量為8.3-21.5kWh,可以支持車輛以純電模式行駛50-120km。其中,采用大容量電池的長續航車型配備了直流快充接口,可以更快地補充電量。
期待車型:秦PLUS DM-i
首批搭載DM-i混動技術的車型將是秦PLUS DM-i,它預計將在今年三月份上市,目前公布的預售價格分別是10.78-14.78萬元。
在外形設計方面,秦PLUS DM-i采用了家族最新的Dragon Face設計美學,帶來更年輕時尚的感官效果。格柵采用八面龍吟前臉設計,營造出不俗的視覺張力與沖擊感。不難看出,秦PLUS在漢DM身上汲取了不少設計元素,帶來更高級的視覺效果。
在內飾方面,秦PLUS DM-i運用橫向寬抱式設計,凸顯其層次感與品質感。此外,秦PLUS DM-i還提供了行云藍、流水棕兩種內飾顏色給消費者選擇。
在動力方面,DM-i遠沒有DM-p那么強勁,不過得益于電機的扭矩特性,其加速表現還是可圈可點的。秦PLUS DM-i的0-100km/h加速時間僅為7.3-7.9秒。
秦PLUS將一改PHEV車型油耗一般的形象,在虧電情況下,秦PLUS DM-i的油耗僅為3.8L/100km,燃油經濟性有明顯改善。
編輯小結:比亞迪DM-i插電混動技術在擁有不錯動力性能的同時,大幅提高了燃油經濟性,在同級車型中競爭力十足。這項新技術的出現將為比亞迪贏得更多的消費者,也能幫助插電混動車型獲得更大的市場份額。
和比亞迪相比,長城在SUV車型領域的碩果頗豐,但在混動方面只能說是剛剛入門。去年年底,長城汽車正式發布了“檸檬混動DHT” 技術,它完全由長城自主發,采用雙電機混聯結構,可以純電、并聯、串聯,還可以實現兩擋發動機直驅。更多的模式也讓長城的DHT混動技術可以在更大的工況范圍內實現高效能和高性能的平衡。
其實針對混合動力,長城在很早就進行布局,并同時開發了兩套系統:強調動力性能的9HDCT混動技術以及強調燃油經濟性的DHT混動技術。DHT混動技術完全是長城自主研發的,擁有199項專利。整套系統里的發動機、電機、變速箱以及各類控制器都是長城研發并生產的,所以在設計成本方面,長城DHT混動系統做到了業界最低。
在長城DHT混動系統中,包括1.5L/1.5T混動專用發動機、雙電機與定軸式變速箱構成的混動變速箱,同時電機控制器和DC/DC也被集成在內。
長城的DHT混動技術既可以應用于HEV油電混動的車型,也可以應用于PHEV插電式混動車型。其中,HEV車型主打城區路況超低油耗以及中高速路況瞬時加速能力,動力系統綜合效率可達50%以上;PHEV車型配備有大容量電池,純電續航里程可達200km,這個成績甚至強過了比亞迪。
在發動機方面,長城DHT技術可以選用了兩款1.5L排量的混動專用發動機,一款自然吸氣,一款渦輪增壓。其采用阿特金森循環,壓縮比達到了13。技術方面擁有水冷EGR廢氣再循環系統、高能點火、高滾流氣道等。
混動變速箱由兩臺電機以及定軸式變速箱構成,分為DHT100和DHT130兩種。前者的最大功率115kW(156馬力),最大扭矩250Nm;后者的最大功率130kW(177馬力),最大扭矩300Nm。DHT100主要與1.5L自吸發動機搭配,DHT130則和1.5T發動機相搭配。
DHT混動系統中的兩臺電機是平行布置的,可以實現兩擋發動機直驅是長城DHT混動技術最大的特點,本田i-MMD也可以發動機直驅,但只有一個高速擋,而長城DHT增加了一個擋,在低速時也能實現發動機直驅,從而降低了能量轉換的損耗、提升了效率。
通過不同發動機和混動變速箱的搭配,可以獲得不同的性能。長城把它們分成了三種組合,分別應用于A級車、B級車、C級車。再通過調整電池容量衍生出HEV和PHEV,一共有5個版本的混動系統。
| 長城DHT混動系統性能參數 | |||||
| HEV兩驅低功率 | HEV兩驅高功率 | PHEV兩驅低功率 | PHEV兩驅高功率 | PHEV四驅 | |
| 發動機 | 1.5L自吸 | 1.5T | 1.5L自吸 | 1.5T | 1.5T |
| 混動變速箱 | DHT100 | DHT130 | DHT100 | DHT130 | DHT130 |
| 系統最大功率 | 140kW | 180kW | 170kW | 240kW | 320kW |
| 0-100km/h加速時間 | - | 7.5秒 | - | 7.2秒 | 5.2秒 |
| 愛卡汽車網制表 www.xcar.com.cn | |||||
HEV車型和PHEV車型最大的區別在于電池。HEV車型的電池容量為1.76kWh,比起同類競品還是要稍大一些;PHEV車型的電池容量達到了45kWh,可以支持200km的純電續航里程,并且配備有直流快充接口,可以在30分鐘內補充80%的電量。
按照長城的規劃,PHEV動力系統主要提供給C級SUV車型,可以通過電驅動后橋來實現四輪驅動。這款電驅動后橋采用了高集成度的三合一設計,把電機、兩擋變速箱、控制器集成在一起,它的最大功率為135kW(184馬力),最大扭矩為232Nm,系統最高效率為94%。四驅的PHEV車型動力強大,0-100km/h加速時間僅為5.2秒。
期待車型:第三代哈弗H6
之前我們曾短暫體驗了搭載1.5T混動專用發動機+DHT130混動系統的第三代哈弗H6測試車,需要說明的是,該測試車并不是最終的量產車,首款搭載DHT混動技術的量產車型也不一定是哈弗H6。在速度40km/h以下時,H6混動的表現會傾向于采用純電驅動,根據電池電量情況,混動系統會在純電模式和串聯模式之間切換。
當速度達到40-80km/h,DHT混動系統會進入發動機直驅模式,長城表示能量效率較串聯模式可以提升3%~5%。如果狠踩油門,那么混動系統就會進入并聯模式,發動機和驅動電機共同輸出動力。
在短暫的體驗中,長城DHT混動系統展現出了良好的平順性,各個模式之間的切換非常平滑,不會造成頓挫。不過發動機轉速和聲音的變化還是會提醒我們系統的運行狀態。它的加速能力不算強大,但是相比豐田、本田的混動車型應該會略占上風。
編輯小結:混動車型的難點在于技術復雜,存在較高的門檻,無論是比亞迪還是長城,現在越來越多的中國車企正開展技術攻關,研發混動車型。長城DHT混動系統帶有兩擋發動機直驅,其結構非常特別,它將為長城旗下車型油耗的改善帶來積極的作用。
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