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插混的世界沒有那麼複雜(上):主流PHEV技術路線簡析

2030?還是2035?

人類社會正忙着給燃油車定“deadline”,造車新勢力正忙着嘲笑“為什麼還有人買油車”。然而,變化不會是一蹴而就的。“燃油車與電動車如何并行”不是一個沒有意義的話題。

插混的世界沒有那麼複雜(上):主流PHEV技術路線簡析

也正因為有了全燃油向全電動轉型的“空窗期”,是以HEV和PHEV往往被認為是一種過渡産品。但電氣化≠電動車,新能源車≠純電動車,政策性的“禁燃令”大多指向的是“新能源化”,而非僅接納純電動車。

這本應是一些基礎常識,然而哪怕到了2022年,依然有太多人傻傻分不清楚。

是以,梳理一下現如今PHEV的産品線就變得尤為重要。近一年,中國品牌在PHEV技術路線上的百花齊放,已經獲得了階段性認可。自打新能源興起以來,長期邊緣化、雞肋化的插電混動,第一次有了跻身主流的趨勢。

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在這其中,不管是已經大賣的比亞迪DM-i,還是正處于增長階段的長城檸檬DHT、奇瑞鲲鵬DHT、長安iDD以及吉利雷神Hi·X,都有着相同的宣傳特點,無非是超低虧電油耗以及破千公裡的超長續航。但對于消費者來說,到底該如何選?不同品牌的PHEV技術路線有哪些差異?這些就是本期PHEV專題想要幫大家弄明白的問題。

考慮到這個專題資訊量比較大,為了相對透徹、直覺地介紹各個品牌PHEV的技術特點,我将其分為技術路線篇(結構布局)和插混專用發動機(性能、效率)篇,同時每篇結尾都有對應的選購建議,也可以跳過過程直接看結論。

選擇DHT方案的品牌最多

中國汽車品牌大多在發力PHEV技術,但PHEV有不同的布置結構,DHT是各主機廠主要選擇的方案。在目前主流的技術路線裡,長城檸檬DHT、奇瑞鲲鵬DHT以及吉利雷神Hi·X都屬于DHT。

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所謂DHT(Dedicated Hybrid Transmission),學名叫作混合動力專用變速器(目前市面主流技術路線分為平行軸和行星齒輪兩種架構),本質上是通過內建一個或兩個電動機到變速器中形成帶電動機的變速器系統,加上發動機輸入後即可實作混合動力驅動的功能。當然,關于DHT還有很多種衍生方案,這裡就先點到為止。

回到各PHEV技術特點上,既然都采用了DHT方案,那麼長城檸檬DHT、奇瑞鲲鵬DHT以及吉利雷神Hi·X三者之間是不是就沒啥差別了?閉着眼睛買?直接選外觀?

非也,同為DHT方案,三者之間的相同點是均可實作純電、串聯混動、并聯混動、發動機直驅四種動力輸出模式。其中,串聯混動是指增程模式,即在某些階段發動機不參與動力輸出,通過給驅動電機供電進而提供動力,多餘的電回收至電池;而并聯混動則在急加速時讓發動機與電池同時參與動力輸出,提供最強動力模式。

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不同點在于長城檸檬DHT是雙擋結構,而奇瑞鲲鵬與雷神Hi·X是三擋結構。也正因為“變速器”結構的不同,每個技術路線下對于車輛控制器的标定會有差異。名聲在外的比亞迪超級混動DM-i,則抛棄了變速器,發動機與電機都采用固定齒比驅動。

關于技術的延展這裡就省略一萬字,直接說一下幾種PHEV技術在能量轉換上的不同。

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首先是DM-i,得益于完全解耦的系統架構,比亞迪實作了更大的純電驅動範圍。在城市日常工況下,幾乎八成以上的時間都是純電驅動,這也是DM-i的一大特點。在低于70km/h的工況下,哪怕你踩下全油門,發動機也不會參與輸出,是以這台車哪怕在虧電狀态下中低速的NVH也表現得非常好,因為DM-i是一套真正以電驅為主的PHEV系統。

而長城檸檬DHT本質上與比亞迪DM-i思路一緻,也采用了雙電機控制器,隻不過在發動機端增加了兩擋變速器,進而讓發動機可以在更低速度進入直驅模式。當然了,在串聯模式下動力輸出的途徑也會經過兩擋變速器,與DM-i直連的效率相比,多少有點損耗。在動力輸出路徑上,長城檸檬DHT就是典型的雙電機控制DHT結構。如果硬要說長城檸檬DHT與比亞迪DM-i的不同,則是前者可以相容HEV模式,在電量消耗到門檻值後就進入混動,而DM-i則一直保持着PHEV狀态。

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吉利雷神Hi·X與奇瑞鲲鵬DHT雖然都采用了三擋DHT結構,但二者有很大不同。

奇瑞鲲鵬DHT采用“雙電機驅動”的結構,注意“雙電機結構”≠“雙電機驅動”,鲲鵬DHT通過用兩個小電機(P2+P2.5)來平替一個大電機,其中P2電機負責2擋,P2.5電機負責1擋和3擋。這樣的布局對于電機效率會有一定增加,同時成本上兩台小電機也會比一台大電機更省。正因為有了雙電機驅動,是以奇瑞為鲲鵬DHT打造出了9種模式,但都是在單、雙電機中切換,本質上與長城檸檬DHT差別不大。

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吉利雷神Hi·X則主打的是全速域并聯,什麼意思呢?搭載雷神Hi·X的車型速度超過20km/h即可啟動發動機參與輸出,奇瑞鲲鵬DHT雖然有三擋結構,但是在低速的時候隻會采用純電驅動模式。并且雷神Hi·X在結構上也與鲲鵬DHT不同,除了一台與曲軸連接配接的P1電機之外,驅動電機位于P2位置(變速箱輸入端),而連接配接P2的就是3擋變速器。

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死磕單電機的長安iDD

以上提到的四種結構均采用了雙電機控制,而長安iDD則完全采用單電機并聯結構,其結構特點我總結為三個方面(因為長安并沒有明确對外公布結構資訊,是以以下三點是與廠家産品經理溝通以及推導而來)。

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1、P2單電機與發動機通過齒輪結合,離合器可以進行發動機與藍鲸電驅變速器的耦合/解耦控制;

2、藍鲸電驅變速器由P2電機和6速DCT組成;

3、整套系統一共擁有3組離合器,即控制發動機介入的一套離合,以及DCT中的兩套離合。

從這個結構可以看出來,相比起DM-i哪怕在虧電模式下也優先用電(串聯輸出)的預設邏輯,長安iDD在虧電狀态下更偏好用混動來輸出動力。

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同時,因為P2電機既要負責動能回收,也要負責驅動,還要負責為電池充電,是以對于P2以及6DCT的标定就成為長安iDD這套串聯系統最大的難點。

不過優勢也很明顯,即在保留混動低油耗的情況下又擁有了6DCT的靈活性。是以,長安iDD才是真正的“全域”選手,全速域、全時域、全溫域,都可以實作混動。電量過低?不存在的。

選購建議

簡單梳理下以上技術路線的特點以及給出我個人的選擇建議。不過要提前說明的是,現階段,各家技術水準還不能完全以銷量論英雄。DM-i插混之是以大賣,還得益于比亞迪布局更提前。DM-i推出市場更早,作為PHEV 2.0時代最先量産傳遞的一家,比亞迪在銷量上暫時獲得了先發優勢。

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如果你是一個純電動車偏愛者,買PHEV就是因為無法安裝充電樁,又有極強的續航焦慮,那麼比亞迪DM-i車型确實是首選。雖然其純電續航(110km)不是最優秀的,但DM-i的控制邏輯就是優先電為主,在各種測試中DM-i的全域工況純電輸出都占到了70%以上。

如果你隻是想要一塊綠牌,買了當燃油車開,且不習慣電車動能回收時的拖曳感,那麼長安iDD、奇瑞鲲鵬DHT以及吉利雷神Hi·X都是非常好的選擇。

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長安iDD采用P2單電機并聯結構,保留了6DCT,理論上開起來最接近油車的駕乘感受,并且油耗不高,但目前僅搭載于中型SUV UNI-K iDD上,未來會有UNI-V iDD。奇瑞鲲鵬DHT和吉利雷神Hi·X采用三擋DHT結構,中高速的時候發動機效率會更高,雷神Hi·X的發動機介入區間會比鲲鵬DHT更早一些,隻不過奇瑞鲲鵬DHT是雙電機驅動,而吉利雷神Hi·X是雙電機控制單電機驅動。

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當然了,這都是我基于不同的PHEV結構工作原理及特點而給出的選擇建議。事實上在日常使用中,各種PHEV方案開起來差別并不會很大,尤其是在純電模式中,且虧電油耗基本都能控制在5L/100km以下。

在下一篇,我會談到插混系統的另一大關鍵點,即插混專用發動機。它的重要性,絲毫不亞于插混系統的技術結構。與此同時,每種插混系統已搭載的電池技術、容量以及電機性能,都會直覺為各位展現。

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