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功夫汽車|決戰“電混動”之巅

對于混動車型來說,2021年絕對是值得銘記的一年。

年初比亞迪三箭齊發,秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i以及唐DM-i橫空出世,迅速成長為爆款;到了年末,日産e-POWER首度國産,首款車型軒逸e-POWER就拿下大筆訂單,讓增程式混動再成熱點。

“老将”本田也發揮出色,2021年全年SPORT HYBRID(銳·混動)車型銷量達到了233801輛,創下了曆史最高記錄。

功夫汽車|決戰“電混動”之巅

除了混動頂了“半邊天”的豐田之外,這三家已經成為混動市場上最炙手可熱的新三極。也有很多使用者有疑問,它們互相之間的關系到底是什麼樣的。

今天功夫汽車就從技術路線和積累的角度,與大家聊一聊三者之間的差別。

本田i-MMD,“電混動”的開創者

與豐田一樣,其實本田做混動的時間也可以追溯到90年代。它在1997年就開發出了第一代混合動力系統IMA(Integrated Motor Assist),首款搭載該技術的車型Insight甚至比豐田Prius先登陸美國市場,實作了混動破冰。

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這套系統采用的是并聯式結構,以發動機作為主動力源,驅動電機輔助工作,補足發動機效率不足的部分,其實與現在大多數德系PHEV的設計思路類似。優點是結構簡單、性能出色,缺點當然也類似,那就是“造血”能力弱,一旦出現“匮電”,駕駛體驗和油耗表現都會大打折扣。

本田這套系統發展了足足15年,甚至已經發展到了第七代。截止2012年9月,它的混動車型累計銷量達到了100萬輛,但同期豐田THS混動車型的銷量為700萬輛,這一下子就讓本田心态崩了。它敏銳地認識到,繼續走這條路線,隻會被老對手豐田越甩越遠。

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到了2013年,本田推出了全新的i-MMD(Intelligent Multi Mode Drive)混動系統,它采用了一種全新的思維來解決問題,那就是不再是油為主,電為輔,而變成電為主,油為輔。

我們看一下i-MMD的工作原理,其實非常簡單,它隻有三種工作方式:首先是純電模式,就是電池帶動電機驅動;然後是混動模式,發動機發電帶動電機驅動;再就是發動機直驅模式,通過離合器與車輪耦合驅動。當然,三者也可以協同,比如發動機直驅與電機驅動共同發力,實作更強的性能。

而在市區的絕大多數工況,它的工作模式其實都是發動機發電的混動模式。發動機始終在高效區間工作,通過多用電的方式,實作了節油。

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我們來對比一下i-MMD與其他混動系統,雅閣銳·混動采用的是2.0L自吸發動機,性能比起凱美瑞雙擎2.5L和邁騰GTE 1.4T都要弱,但它用上了一個135kW的大電機,這讓它的性能與後兩者基本持平。甚至得益于電機可以第一時間輸出最大扭矩,它的0-60km/h加速比後兩者更快。

而從綜合油耗來看,雅閣銳·混動與凱美瑞雙擎基本打平,“匮電”油耗比邁騰GTE強得多。從結果來看,本田這種以電為主的混動架構,既簡單又效率高,似乎是得來不費吹灰之力。

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但實際上得益于本田解決了一個核心問題,那就是它可以發動機發電直接帶動電機驅動,而不是先充電給電池,再通過電池放電給電機驅動。這樣一來,對于電池的負荷大大減少,電池隻作為一個能量池,始終維持55%以上的電量,壽命大大延長。

這一點,對于後面混動技術的發展産生了深遠的影響。

日産e-POWER,真正的效率之王

自從2013年初代i-MMD車型上市之後,本田迅速成為豐田之後混動市場上的另一極,日系三強的另一家日産也坐不住了。

2016年,日産推出了首款混動車型NOTE e-POWER,結果上市四個月就把豐田Prius拉下神壇,奪得了日本同級銷量冠軍,并在接下來的四年兩次奪得日本汽車技術大獎,成為了日本本土最火熱的混動技術。

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要細說起來,日産e-POWER的技術架構倒也沒有什麼特别的。它的主要特點就是,發動機100%發電,電機100%驅動,也就是車輛所有的驅動工作都是由電機完成的,所有的能量都是由發動機發電提供的。與本田i-MMD一樣,它的動力電池同樣隻作為能量池,不過電量是在40%-80%之間浮動,可以說将“淺充淺放”發揮到了極緻,理論壽命是會更長一些。

大家也能看出來了,日産e-POWER與本田i-MMD最大的不同,是發動機并不能直驅。這可不隻是去掉了離合器這麼簡單,實際上是整個控制政策大大簡化。發動機隻負責發電,不用考慮介入時機,也不用考慮高效發電和高性能驅動之間的平衡,電機隻負責驅動,不用考慮與發動機直驅的配合。

當然缺點也很明顯,要不然本田不是早就做了。最大的缺點無疑是高速狀态下,電機效率下降,這時候發動機依然隻能發電,系統的整體效率是下降的。不過日産通過自己的調校,很大程度緩解了這一問題。

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我們來看一下軒逸e-POWER與同級混動車型的對比,它的發動機排量更小,隻有1.2L,功率也是更小的。但它配備了一款100kW的電機,最大輸出扭矩可以達到300Nm,這基本相當于1.8T渦輪增壓發動機的動力了。考慮到電機可以第一時間輸出最大扭矩,它的起步速度是三者中最快的。

更關鍵的是,經過日産的優化,軒逸e-POWER在高速油耗劣勢的情況下,通過發動機和電機驅動的高效率,綜合油耗做到了3.9L/100km,反倒比豐田、本田更優一點點。更簡單的架構實作更高的效率,可謂是名副其實的效率之王。

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當然,e-POWER技術也有弱點,那就是高速效率偏低,而且極速也不高,這也是電機驅動的弱點。軒逸e-POWER的最高車速隻有165km/h,而淩派銳·混動可以達到180km/h。

但瑕不掩瑜,作為城市代步為主的家用車,它是非常優秀的。

比亞迪DM-i,插電混動王者?

雖然e-POWER比DM-i出現的早幾年,但在中國市場,其實是DM-i先上市的。2021年3月份,比亞迪DM-i車型首度上市,迅速席卷了整個市場,它又有什麼樣的特點呢?

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先說工作原理,比亞迪DM-i與本田i-MMD其實幾乎是一樣的。都是以電為主,同樣是市區發動機發電,高速發動機直驅。當然實作方式并不同,控制油電耦合的控制器,兩者是單獨開發的,并無關聯。

比亞迪DM-i厲害的地方,在于它用上了更大的電池,可以滿足55km以上的純電續航,這讓它可以實作真正的可油可電,必要的時候當純電車型開,能夠上綠牌。并且由于有了更充足的電量,DM-i超級混動系統可以保證市區99%的工況都是純電驅動,而i-MMD是做不到這一點的,因為它的電池太小。

而如果加大電池,就會意味着成本增加。并且PHEV車型是必須放棄“淺充淺放”政策的,這也會對它的使用壽命造成負面影響。

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比亞迪的解決方式是采用刀片電池,這種新型的電池電芯依然采用的是磷酸鐵锂電池,但通過結構優化大大提升了機關體積的能量密度。它不僅成本低,而且有比三元锂電池更長的壽命,這一點很大程度彌補了“深充深放”的劣勢。

以磷酸鐵锂電芯為主的刀片電池依然還有另外一個問題,那就是它的放電能力不如三元锂電池。比亞迪的做法是專門針對混動車型,開發了高充放電倍率的專業刀片電池。

當然,也許正是因為這種電池先天化學性質還是沒有那麼活躍,比亞迪DM-i車型偶爾還是會出現EV受限的問題,出現頻次要比本田i-MMD車型多。

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比亞迪将混動車的門檻拉到了10萬級别,而且還“贈送”綠牌。有充電條件市區基本可以完全當電動車用,匮電油耗還能與軒逸e-POWER打平,成本效益可以說是無敵了。

是以在目前的插電混動市場,它的地位幾乎是無法動搖的。

功夫拍案

總體來說,本田i-MMD、日産e-POWER、比亞迪DM-i算是各有所長。本田i-MMD發展時間最長,市場保有量最高,技術最為成熟;日産e-POWER駕駛感受最接近純電車型,架構和控制最簡單,效率非常出色;至于比亞迪DM-i,它的成本效益最高,而且效率同樣出色,還能上綠牌。

這三套技術,剛好與三家的技術特點吻合。本田i-MMD已經浸淫多年,如今日産e-POWER、比亞迪DM-i也已經上市。也許2022年,混動将攪動整個市場。

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