分享到:
评论
推荐
顶部
登录
当前位置:  越野e族 > 文化频道 > 技术 > 正文

全电、重混、轻混还是内燃机:哪个才是我们“需要”的 ?(下)

2019-04-01 09:46:22来源:越野e族作者: 大白熊\蒋波

重混真理:丰田E-CVT驱动桥

拥有更大容量电池组、更大功率电机,更高效的油电管理系统且油电动力相互介入程度极深的技术,我们称之为重混技术。

至少在过去的20年中,以油电混动为技术核心的重混真理全部掌握在丰田手中;会不会言过其实?20多年后的今天,当各大厂家开始发力混合动力技术时,谁都无法避开丰田在混动技术中的专利技术 -- ECVT电驱动桥。

当然 ECVT驱动桥并不是专利的全部;

但几乎所有混合动力技术都必须要解决的问题就是扭矩分流,也就是如何让发动机一边高效的驱动车轮还能一边通过发电机给电池充电,而丰田通过一组行星齿轮巧妙且高效的解决了这个问题。与此同时,集成在ECVT内部的这组行星齿轮实至名归的成为了丰田混动专利技术的核心之作。

混合动力的技术核心是如何高效的解决扭矩分流问题。但在这个问题之前,主机厂还需自问是否有能力研发出一台将驱动电机、发电电机全部巧妙集成在变速箱内的传动装置。

目前已问世的产品中,也只有丰田、本田、奔驰、宝马等为数不多的实力厂家解决了“电动驱动桥”问题;在此之后,工程师们则必须面对如何才能避开丰田行星齿轮的专利技术。

事实上,解决扭矩分流并不是什么复杂问题,但如何在变速箱狭小的内部空间中布局一款高效的结构却是大问题。正因如此,规避不了丰田专利的工程师们只得退而求其次的使用多片离合器结构在变速箱内部实现矩分流效果。

相比行星齿轮的高效结构,多片离合器在分配扭力时自身就浪费了大量的力,因此在最终效果上也就显得并不那么出色了。

无独有偶,本田对混动的理解则完全避开了丰田的行星齿轮专利问题。相比丰田,本田采用了相同的阿特金森循环发动机、驱动电机/发电电机/变速箱集成一体的电驱动桥,但在驱动逻辑上,本田选择了与众不同,而此举也成功避开了丰田的专利技术。

之所以日系品牌热衷基于阿特金森引擎开发混动系统,源于这类发动机在经济转速下的高效性。相比奥托循环式内燃机25%-30%的热效率,阿特金森循环的热效率可以达到40%以上,但这依旧无法避免这类内燃机在低速时的高负载高消耗及低效率问题。因此,纯电系统的加持依旧是为了解决这些问题而存在的。

从结构上看,本田与丰田虽然都采用变速箱内部集成双电机的结构,但在驱动逻辑上二者却完全不同。

丰田的混动逻辑可以理解为电脑不停的切换驱动模式。也就是当车辆状态处于发动机低效区时,由驱动电机负责驱动车辆,而当电池电量不足时,发动机启动、一边驱动车辆一边通过发电机为电池充电。而当高速巡航时,发动机则在处于相对较为经济的转速区间,即驱动车辆等速巡航,又肩负给电池充电的模式。

而本田的逻辑则是不停的让发动机为电池充电,这有些类似增程式混动的工作原理。但是本田限定了发动机的转速区间 -- 也就是阿特金森循环引擎最高效、最经济的2000rpm左右的转速区间,电脑不允许发动机转速过高的超越这个设定转速。

一般情况下,本田的混动技术遵循以驱动电机为第一驱动模式,也就是车辆任何状态下都由电机负责驱动。当电池电量过低时,引擎启动通过发电机为蓄电池充电,而在充电的同时,车辆行驶依旧通过驱动电机完成。此时形成一个类似于燃料电池的循环模式。

但与增程式混动不同的是,本田这套i-MMD系统在等速巡航行驶状态时是可以由发动机负责驱动车辆的,前提是在引擎经济高效的转速区间内。这也是这套混动系统与燃料电池增程混动的最大区别,同时也是本田规避丰田技术专利的核心设计。

插电式混动:夹缝中的凑数产品

就目前市场上形形色色的混动车型来说,丰田的THS-IV以及本田的i-MMD技术属于相对比较成熟、可靠且安全性较高的传统油电重混合技术。那么插电式混合动力究竟属于重混还是轻混技术呢?

答案很显然,轻混技术。

这种说法一定会引起很多人不悦,相比今天市面上那些动辄七八十公里续航的插电混动车型来说,丰田/本田这种纯电续航里程只有几公里的混动车型能算重混,为啥插电混动就不算重混?

原因就是我们先前不断强调的“油/电系统相互介入程度”的概念。

插电式混动技术中油与电的相互介入程度几乎为0,也就是燃油系统与纯电系统之间并不存在交互作用。针对插电式混动技术,我们其实可以大胆把它理解为一个XXXXXXL版本的48V轻混系统,虽然结构差异较大,但原理其实存异并不大。

重混VS插混:底盘布局见真知

插电式混动车型的纯电续航里程普遍达到35-75km,而传统重型油电混动的续航里程却大多只有难看的5-10km。原因很简单,传统油电混动的电池组较小,基本上在1.5~3kWh左右,而插电混动车型的电池组容量则普遍在7.5~15kWh左右。从电池容量上我们可以清晰的看出差距,但同时一个更为重要的问题也浮出水面 -- 电池组布局。

电容大续航就大的道理没人不懂;

但在寸土寸金的汽车底盘上,太大的电池组就不再是好消息了。很显然,混动是一个需要深思熟虑的技术,工程师们需要思考混动技术到底要解决哪些问题:电池组该如何布局到一个安全的地方;为了得到我想要的必须割舍哪些结构?

因此,你会发现丰田、本田等传统重混技术的电池组普遍较小,且油箱容积也比燃油版车型小。这是因为工程师们并非一味的把电池扔到后备箱下面,而是放在了车身最安全、最不易受冲击的位置,也就是油箱的旁边。而这,是经过深思熟虑的。

那么混动技术到底在解决什么问题呢?

很显然,是燃机低效率阶段的能耗及排放问题。如此一看,很多人会拍手称赞插电混动在纯电模式下的长续航,他们说每天上班往返路程在50km左右!甚至可以做到像电动车那样不消耗一滴汽油!这很cool也很环保!

这的确很COOL;但却没你想的那么环保,也没你想的那般安全。

与丰田那些基于真正的混动平台造车理念不同的是,我们今天看到的48V轻混车型、插电混动车型与国产纯电动车全部是基于汽油车底盘“改装”出来的。尤其是插电混动车型,粗暴到为了达到一定的续航里程,直接在燃油车上加装大容量电池组以及大功率电机。

当紧凑的底盘无法再布局电池组时,干脆直接把电池组扔到后备箱下面,在大量占用后备箱空间的同时,安全性也成为问题。更有甚者直接把内燃机动力系统全部掏出来换上电机电池,然后淘换一个电控系统、换个窄轮胎就可以拿出来挣钱了。

插电混动车型并没有因为是混动车型而对车辆做出什么改变或优化,也没有丰田本田那种传统重混车型的电驱动桥,更没有去解决甚至是考虑如何让扭矩分流为电池充电的问题。仅仅依靠动能回收和反向充电技术根本无法有效的为那么大的电池组充电,即便是顶着e-tron光环的奥迪也并没有为自己的插电混动车型解决行驶中充电问题。

纯电驱动系统对于使用环境苛求极大。以北京为例,冬天你开不开暖气?夏天开不开冷气?大功率用电器能让续航里程直接打个对折,那么此时50公里左右的纯电续航又还剩下多少?如果自己没有固定的充电桩又怎么办?插电混动没电了是什么样?

告诉你,和普通的汽油车一模一样,但插电混动的耗油量会更大,因为你比普通燃油车多背了几百公斤的电池组和电机系统。

归根结底,混动解决的就是严重拥堵时那最要命的几公里问题以及内燃机低效率阶段的高消耗高排放问题。能够不断的自给自足、从内部源源不断的产生电而不完全依靠充电桩才是一个合格的、可靠的混合动力车型。

至于欧洲车厂为什么那么热衷出插电混动车型,那是因为根据发动机排量的区别,25~75km的续航里程刚好可以应对变态的欧洲最新排放法则。再者就是,当车辆低于50g/km的碳排放量时,车主可以领取几千欧元的环保补助,这就是他们的初衷。

文章关键词:

全电 重混 轻混 内燃机

责任编辑:沈林骏青
×

分享到微信朋友圈

© 2018 FBLIFE  电信与信息服务业务经营许可证:京ICP证100560号 京ICP备11016013号 京公网安备110108008437号 越野一族(北京)传媒科技有限公司
©2018 FBLIFE Interactive. All rights reserved.