混动技术的发展
近几年来混合动力这个词越来越多的出现在大家的视线中。混动看似是新技术,其实已经有二三十年的历史了。自出现以来,它一直是各大车企研究的方向之一。虽然各家的技术路线不同,但是将两种动力源合二为一,取长补短的思路是不谋而合的。
技术的进步,显而易见。从第一个混动量产车型普锐斯,到后来的大众高尔夫、迈腾的蓝驱微混车型,到现在的大众GTE插电混动系列以及其他品牌的PHEV车型,我们能看到的是混动车型越来越多,有的产品主打动力性,有的产品主打经济性。对于消费者来说,的确是有了更多选择。
2012款高尔夫蓝驱
而这背后,政策的引导,就像一针强心剂,加快了产业链的成熟。从零部件的技术成熟到成本的降低,几乎都发生在2010年补贴政策落地之后的这十年。另外一方面,购车人群观念的变化、对于混动技术接受度的提高,也促进了混动车型的销量。
混动系统,
作为将内燃机、电池电驱融会贯通的技术,其实从技术难度上说,比传统车和电动车都要大,不是大一点,而是成倍增加。因为要将电机、发动机两者的优势同时发挥,还要克服系统复杂带来的诸多不稳定因素,其实比大家想的要困难得多。
但是考虑到电动车对于基础设施的要求,以及现阶段技术的成熟程度,对于大部分人,一台混动车能够覆盖绝大多数的出行要求,并且降低油耗、提高舒适性,而电动车目前基本还做不到。在我看来这是混动技术存在的意义,以及大多数传统厂商选择传统车、混动、电动车三条路线齐头并进的主要原因。
HEV车型
可以说是PHEV车型的“前辈“,是混动技术的早期产品。
从HEV开始,工程师们就开始考虑如何让发动机和电动机二者协同工作,互相取长补短,实现更好的动力性和经济性。技术人员发现,电机的优势,是低速扭矩大,响应快,可以明显改善低速下的驾驶体验,并且降低油耗。所以如何利用电机这个特点,就是系统设计的主要目标之一。
通过这些年的HEV产品,我们总结HEV产品的特点大概有这么几条:
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对电池能量的依赖程度不高,不需要外接充电。通过精妙的设计和匹配,电机主要的作用是在中低速的工况下提供助力,使得发动机工作在高效的区间。从而达到省油效果。
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由于电池较小,无法实现纯电动行驶,或是纯电动行驶的里程很短,并且限制较多(比如速度稍高就会强制退出纯电动模式)。
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由于电池较小,可提供的能量不足。大部分产品无法实现PHEV那么好的加速性能。
而PHEV与HEV在技术上的差别,主要在于电池。PHEV的P指的是Plug-in,电池大了,所以通过插电的方式来充电,能够达到更好的省油效果。
随着政策的推动,早期的HEV车型,逐渐通过技术升级,成为了PHEV车型。说起PHEV,就无法绕开在欧洲作为主流的P2结构。
要说对于国内市场的研究,就不得不提到大众这个品牌。近年来,大众将GTE作为混动的技术品牌,陆续推出了不少车型。比如从进口的高尔夫GTE,蔚揽GTE,到这两年国产的帕萨特PHEV,途观PHEV,可见混动技术的覆盖率确实在不断提高。
而4月份一汽-大众刚刚发布了他们的第二款国产混动车型---
探岳GTE
。我就试着解读一下这款车如何吧。
首先,大众的GTE技术,都是基于
P2结构的并联混动技术
。P2指的是电机位置位于发动机与变速箱输入端之间(准确说是集成到了变速箱内部)。也就是说发动机和变速箱之间,加入了离合器+电机这两个零部件。再加上电池,所以混动系统的成本是比同平台燃油车型高了一些的。
这么做的好处,是能够将发动机与变速箱分开,从而支持纯电动行驶模式。对于有充电条件的用户,用车成本降低是分分钟的事情。
对于参数感兴趣的知友,不妨看看经典的外特性图。混动系统的外特性的优势就在于,系统从启动开始就能输出400N·m的扭矩,这是传统车型所无法比拟的动力特性,也是P2结构的优势之一。至于系统总功率,那就更是差距明显了。
探岳GTE的发动机是大众经典的EA211 C6,不管是油耗还是动力,都是小排量发动机中的高分选手。
要照顾到不同模式切换的平顺,还要保证经济性,可靠性和换挡质量,这台DQ400E变速箱的压力才是真的大。这就是我之前提到混动技术难度大的原因之一。
另外电池技术现在也是车企的核心竞争力之一,不管是对于供应链的开发还是具体技术的运用,大众的布局能力应该是显而易见的。很多人担心电池的故障率会不会很高,可以举一个简单例子。
探岳GTE的电池位于车辆后部,很好的平衡了车辆的载荷。
电池管理系统(BMS)就如同电池的大脑,如果电池出现轻微故障,高压系统不会立即失效,而是会进入故障模式,保证驾驶员能够将车开到维修地点;如果是碰撞一类的严重故障,高压系统将被切断,从而保证驾驶员和乘客的人身安全。
很多人觉得混动技术听起来不错,但是实际使用到底怎么样,能带来哪些好的体验呢?似乎模式很多,用起来很麻烦,还不一定省油。对于探岳GTE来说,这个问题,很好回答。
探岳GTE具备5种驾驶模式。分别是EV、混动、电量保持、充电和GTE模式。那么我们就来看看这5种模式到底能带来什么。
这种模式适合公司或者小区停车位有充电桩的用户,54公里的续航(当然实际使用肯定没这么多),对于大多数人的通勤距离来说,还是可以覆盖的。这个续航在同级别PHEV中也是十分优秀的水平。
EV模式下,没有发动机的噪声,基本就是纯电动车的体验---安静、平顺,尤其适合应对市区的拥堵。最重要的,不管能覆盖多大比例的通勤,电费确实便宜啊,想说不香都难。
EV模式下SOC将会不断降低,直到进入Auto模式,趋于稳定。
对于没有充电条件的用户,这种模式就是默认的驾驶模式了。控制系统会自动协调发动机和电机的工作,带来比较好的燃油经济性和动力。可能有人认为,在电池不充电的情况下,油耗会异常的高,其实不然。我们所看到的电池没电,其实只是代表电池无法支持纯电行驶,但是依旧可协助发动机避开经济性不好的工作区间,并且实现助力,从而达到降低油耗的效果。也就是我们说的电驱系统的「削峰填谷」的功能。
这种模式下,电机的输出被大大限制了。基本只有发动机在输出动力。如果电池SOC较高,但是在高速上驾驶,觉得发动机的油耗已经很低了,那么完全可以切换到电量保持模式,将电量留到市区拥堵的时候。
换个说法,你刚买了新车,想跟朋友秀一下这是一台混动,那就提前打开这个模式,留着电量等朋友上车再开始各种操作。
充电模式,对于使用来说应该是最低频的一种模式了。也许大家好奇为什么会有这种用发动机给电池充电的「多此一举」的模式。其实也是政策引导的结果,比如伦敦的超低排放区,对于排放超出标准的车辆会进行额外收费。如果驾驶员有一台混动车,那么在进入这个区域之前,就可以提前打开充电模式,给电池充电,从而保证在这个区域内能够满足排放要求,节省一笔费用(相信我这个费用肯定比电费要贵得多)。

这是GTE车型对于运动模式的特殊命名。这个模式下,发动机和电机的输出都会变得比较激进,带来最强劲的扭矩输出和强大的推背感,另外还有声浪模拟单元,模拟V8发动机排气声浪,提升驾驶运动感受。
虽然百公里加速无法跟性能车相提并论,但是有了电机的帮助,加速会平顺许多。那种踩了油门等着变速箱降挡的捉急体验,应该是一去不复返了。
为什么把拥堵拿出来说?是因为体验的提升。对于拥堵路况,插电混动车型相对于传统燃油车的体验,是明显的优势。
在低速下,插电混动车型可以通过纯电模式,避免发动机在低速下不尽如人意的表现,将电驱系统的在低速下安静、扭矩响应好的优势彻底发挥出来。
拥堵还带来另外一个问题,需要频繁操作制动和油门,驾驶员疲劳。作为一台混动车,探岳GTE在D档、GTE模式、充电模式、B档下的能量回收强度,有不相同的调教。
最强的是B档,当驾驶员松开油门,会有比较强的制动感。开过电动车的朋友们知道,在市区拥堵的时候,比较强的制动能够明显减少踩刹车的次数,大大降低驾驶疲劳感。这也是为什么大部分电动车都提供「制动回收强度」这个调节选项的原因。探岳GTE这一点的确非常实用。
多一种能源的优势,不止是提升驾驶感受。电能的便捷性,同样与燃油有着天差地别。举个简单的例子,对于混动车型,驾驶员通过车载互联系统,在上车之前预定空调启动的时间和温度,避免寒冬和酷夏时刚进入车的不舒适感受,这就是典型的驾驶之外的「体验升级」。
我相信在不久的未来,随着科技进步和基础设施的成熟,还会有更多的「复合技术」。比如基于车载导航,混动系统可以智能的选择一个最适合道路情况的方案,相当于一个「智能驾驶模式」,带来最优化的驾驶体验和经济性。
混合动力系统集成了发动机、变速箱、电池等一系列复杂的技术,可以说是汽车动力系统中的「技术结晶」。
但是再复杂的技术,也应该是以人为本的——应该给人带来便利、效率和舒适,简单来说就是好的体验。探岳GTE是个很好的例子,丰富的驾驶模式,充足的纯电续航里程,超低的油耗,以及一系列驾驶辅助功能,大大提升了驾驶者的体验。
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