今天,谈谈:目前市场上主流的油电混合技术是什么,技术原理不同,谁的省油效果更好?
随着油价的持续上涨,传统燃油车的汽车成本也在上升。近年来新能源汽车迎来了迅猛的发展,但有很多弊端无法从根本上解决。
开燃油车怕费油,开纯电动又怕“里程焦虑”,所以就目前情况来看,混动是一个比较好的过渡方案。混动车型分为两大类,一类是油电混合动力(HEV);一类是插电式混合动力(PHEV),而两者的主要区别主要有三个:
1.有无外接电源充电插口: 油电混合动力车型无外接电源充电插口,直接依靠发动机为其充电;而插电式混合动力车型则可以使用外接电源充电插口充电。
2.电池容量大小: 油电混合搭载的电池组容量较小,纯电行驶距离短,大多数情况是以油电混合的方式行驶;而插电混动的电池组容量相对较大,可实现较长距离的纯电行驶。
3.上牌问题: 插电混动车型可以上新能源牌照(绿牌);油电混动车则不能,依旧是燃油车普通的蓝牌。
今天我们先不聊插电式混动,单独来看看目前市面上主流的5款油电混动技术,都有哪些不同及特别之处!
丰田THS
代表车型: 普锐斯、卡罗拉、凯美瑞、汉兰达等。
技术特点: 行星齿轮将发动机和电动机的扭矩输出完美结合,做到了油电动力的协调统一,具有极佳的燃油经济性和平顺性。
丰田的THS混动技术可以说是油电混动的鼻祖,从1997年首次推出“Prius普锐斯”开始,迄今24年间已经经历了四次技术换代,总共拿下了23740项电动化专利,包括电机、电控、系统控制等核心技术。其在全球的影响力及占有率,是其他混动技术无法相提并论的。
THS系统最核心的部件就是动力分配单元,主要由一组行星齿轮、两台电机组成,其中,MG1号电机功率较小,负责发电、启动发动机;MG2号电机功率较大,负责动力输出。MG1、MG2 这两台电机,以及发动机的输出轴,全都分别固定连接在行星轮机构的太阳轮、外齿圈和行星架上。通过功率控制单元控制 MG1 和 MG2 电机,以及发动机的功率输出,实现油电转化和动力分配。而这套行星齿轮机构可以说是THS系统最为核心的东西,也早被丰田申请专利。
车辆起步时,直接由电机驱动,规避了发动机的高负载运作;匀速巡航时,发动机介入,并保持在最佳工况下运行;加速时,电动机与发动机同时输出,在保证动力的同时,两者默契配合。无论在哪种工况下,THS都能够实现低油耗行驶,燃油经济性大大提高。
另外,由于发动机输出轴与电机输出轴,均固定在行星齿轮组上面,所以无法解耦,在运行过程中即使油电切换,实现变矩功能,过程中也不会出现任何顿挫,平顺性极佳。
本田immd
代表车型: 思域、雅阁、CRV等。
技术特点: 偏向增程式电动车,中低速主要靠电动机驱动,发动机不参与动力输出。
本田研发混动技术可以说甚至比丰田还要早,1999年搭载IMA(Integrated Motor Assist)混合动力系统的Insight,抢在丰田之前率先在北美上市,但由于电机功率小,整体性能无法与丰田THS抗衡,所以本田逐渐放弃了发展多年的IMA,于2013年推出了结构更为先进的第一代immd混动系统,所搭载车型就是我们熟悉的第九代雅阁。至今immd混动系统已发展至第4代,经过优化后,发动机热效率从38.9%提升至40.6%;而PCU(动力控制单元)的体积则缩小了32%。
从结构上来看,本田immd属于典型的串并联结构,主要由ECVT变速箱、电动机、发电机、发动机、离合器等零部件构成。可针对不同的行车路况条件,PCU自动判断驱动电机与发动机的擅长领域,通过一系列的电控逻辑来让两台电机和发动机进行动力分流。
纯电模式下,电动机单独驱动车辆,发动机、发电机此时不工作,离合器也处于断开状态。串联模式下,依然是电动机单独驱动车辆,但是发动机在最佳工况下工作,带动发电机发电,离合器处于断开状态。并联模式下,发动机与电动机一起驱动车辆,并且发动机同时可以带动发电机发电,离合器处于接合状态。
值得一提的是,本田的这套immd系统的发动机虽然在大多数情况下均有工作,但主要还是以给电动机提供电力为主,并不直接驱动车轮,只有当电量耗尽和车速高于70KM/H的时候,发动机才会直接介入,作为主要输出动力。所以本田的immd混动车型,大多数情况下开起来感觉就是台增程式纯电动。
日产e-POWER
代表车型: 轩逸
技术特点: 不充电的电驱车,发动机自始至终都不参与动力输出,全程100%都由电驱动完成。
自2007年第一代原型车TIIDA首发,历经了15年研发迭代,第二代e-POWER技术,首次搭载在国产第十四代轩逸身上。在众多混动技术当中,日产的e-Power显得相当另类。因为它不同于传统的油电混动车型,又不同于增程式电动车,官方称之为“汽油电驱车”。
日产的e-Power其实就是增程式的一种技术思路,但与普通增程式完全不同的是,它不需要充电,同时电池组很小,以轩逸e-Power为例,电池容量只有2kWh,发动机随时介入发电,所以也不需要大容量电池来储备电力。
工作原理相对比较简单,整套动力系统由发动机、发电机、驱动电机、功率型动力电池和逆变器组成。其主要的工作原理是: 发动机不直接驱动车辆,只负责发电提供电能,而动力来源100%靠电动机驱动产生。这也让其与HEV、PHEV、EV等技术有着很大的不同。
起步时,采用纯电模式行驶,由电池供电,电动机驱动车辆前进;巡航时,车辆电池充足的情况下,由电池供电,驱动车辆行驶,电量下降后,发动机介入工作,由发电系统发电,供电动机驱动车辆,多余电量充进电池组;减速时,制动产生的多余动能通过电动机回收,为电池充电。
长城柠檬DHT
代表车型: 哈弗H6、哈弗赤兔、哈弗神兽等。
技术特点: 双电机+两档平行轴构型,动力输出更强劲,扭矩更大。
长城柠檬DHT混动系统发布较晚,于2020年12月才正式推出,宣传力度可谓空前巨大,各种技术名词让人眼花缭乱,其本质上是对本田immd进行了深度优化,并进行改善,实现更加灵活的串联、并联、纯电之间的切换。
结构上,长城柠檬DHT将驱动电机和发动机分别固定在两根输入轴上,通过同步器将动力分配输出到车轮,而没有采用空心轴的形式,从而解决了空心轴所承受功率上限较低的问题。其次,这套系统的关键部件就是变速机构,也就是那台2挡DHT变速箱,比本田immd单一齿比更具优势。
长城柠檬DHT混动系统拥有一套DHT高集成度油电混动系统,提供HEV(普通混动)、PHEV(插电混动)两种动力形式,以及三种动力总成。
总结其特点就是,以双电机混联拓扑结构为基础,与2挡DHT变速器配合,实现发动机与电动机一起协调运作,双动力源直接提升了动力性能,并实现了EV行驶、串联驱动、并联驱动、能量回收等多种工况形式,令电机、发电机、发动机物尽其用,使系统整体始终保持在高效区间。
吉利雷神Hi·F
代表车型: 星越L
技术特点: 运用两排行星齿轮组,形成3挡DHT变速机构。
雷神混动的核心技术是3DHT Pro变速箱,是辆发电机、电动机、控制器、三档多模变速器及变速器控制单元(TCU)的高度集成。但不同于丰田THS混动系统的单排行星齿轮组,雷神混动是通过两排行星齿轮组的设计布局,组成了3挡变速机构,从而可以实现全速域并联、驱动电机两挡变速和弹射起步等独有功能。
起步时匹配1挡大速比,可实现快速起步,加速能力可提升50%;在时速20km/h以上时就可以进入并联模式,远低于日系混动至少70km/h的并联车速限制,以保证发动机高效运作。高速行驶时,3挡降2挡,又可获得大扭矩提升加速性能,轻松实现超车。
3DHT Pro的复杂之处,主要在于它引入了一套3AT行星齿轮的结构,比采用单速结构的普通混动系统具有更广泛,且更细腻的动力分配。
总结
无论哪种混动系统,都加入了各自的技术特点,其最终目的都是为了省油,提高燃油经济性,另外就是增加卖点。虽然油电混动是目前一个非常不错的过渡,但对比插电式混动,油电混动不能上绿牌是个最大劣势。对于一些“车牌限购”政策不太紧张的地区,油电混动还是一个非常不错的选择!那么对比以上5款油电混动系统,你更看好谁呢?