新能源被誤導(dǎo)多年 這才是混合動(dòng)力的正確分類
新能源汽車分類經(jīng)歷了多個(gè)階段,最早的分類是按照串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián),受制當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平和認(rèn)知水平,按照不同的功能進(jìn)行了分類,但是后來(lái)技術(shù)水平提升,這些類別的功能可以通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)和電氣連接互相實(shí)現(xiàn),這種分類逐漸被淘汰。
目前,市場(chǎng)上有多款HEV/PHEV車型被大家熟知,比豐田普銳斯、君越/邁銳寶XL全混動(dòng)、凱迪拉克CT6 PHEV、高爾夫GTE、奧迪A3 e-tron、BMW530Le、沃爾沃S60L Plug-in、BYD秦、BYD唐等,都稱之為混合動(dòng)力汽車,技術(shù)架構(gòu)差異性非常大,如果把這些混動(dòng)車型歸類,我們能看出幾者之間的共同點(diǎn)。
業(yè)內(nèi)比較科學(xué)的分類方式是按照電氣化部件的架構(gòu)來(lái)進(jìn)行區(qū)分:P0、P1、P2、P3、P4、PS以及之間的組合。
如果把電機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)前段,這類型的混動(dòng)叫P0架構(gòu),以皮帶的方式與發(fā)動(dòng)機(jī)相連,又稱之為BSG,因?yàn)槌隽Φ钠?,多?shù)具有直接起停的弱混。
如果把電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)后端與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性相連,稱之為P1,又稱之為ISG,因?yàn)榕c發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法脫開(kāi),輸出的動(dòng)力受發(fā)動(dòng)機(jī)牽絆,多以中混為主。
如果在變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)中間的離合器之后安裝電機(jī),被稱之為P2,這部分技術(shù)簡(jiǎn)單易行,效率不高,但是成本相對(duì)較低,高爾夫GTE、BMW530Le都屬于這種結(jié)構(gòu)。
如果在變速器輸出軸加裝電機(jī),稱之為P3,這部分效率更低一些,目前比亞迪秦屬于這種結(jié)構(gòu)。
如果加裝在后橋上,稱之為P4,這部分技術(shù)多是與其它架構(gòu)聯(lián)合使用,例如沃爾沃S60L Plug-in屬于P2P4架構(gòu),這個(gè)技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn),但是控制難度較高,很多采用P1P4、P2P4的車型都存在控制不佳帶來(lái)的駕駛舒適性問(wèn)題,更為致命的是,這類技術(shù)架構(gòu)會(huì)更整車底盤(pán)、車身的耐久疲勞安全性帶來(lái)隱患。
如果上述幾種技術(shù)架構(gòu)都是基于傳統(tǒng)動(dòng)力總成技術(shù)的改造,還有一種是專門(mén)為新能源汽車開(kāi)發(fā)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),稱之為功率分流(Power Split,功率分流),顧名思義,因?yàn)楣β实扔谂ぞ嘏c轉(zhuǎn)速的乘積,它能夠通過(guò)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更多自由度地調(diào)扭矩和轉(zhuǎn)速,更多自由度(模式)實(shí)現(xiàn)效率最優(yōu)、動(dòng)力最優(yōu)。
目前,業(yè)內(nèi)主流觀點(diǎn)是最好的新能源電驅(qū)動(dòng)技術(shù)是PS技術(shù)(Power Split,功率分流),豐田的THS技術(shù)、通用汽車的Voltec等采用此種技術(shù)模式,受限于豐田將單行星排、雙電機(jī)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利,通用汽車將雙行星排、雙電機(jī)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利,凱迪拉克將三行星排、雙電機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利,其它企業(yè)能夠介入PS技術(shù)的產(chǎn)品不多。
第二類應(yīng)用比較多的新能源技術(shù)是P2,簡(jiǎn)單地可以理解成在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間加入一個(gè)扁平式電機(jī),這類技術(shù)節(jié)能、駕駛質(zhì)量都不及PS技術(shù),但是初期投資少、能夠快速做出來(lái)產(chǎn)品,更重要的是原來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)、變速箱平臺(tái)都可以沿用,很多車企都選擇了這個(gè)路線,德系車企居多。
第三類技術(shù)是P3,這類技術(shù)就是在主減速器上面加個(gè)電機(jī),這類型的技術(shù)比較粗糙,由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作范圍不能優(yōu)化,能耗較差、駕駛舒適性也比較差、技術(shù)含金量不高,目前國(guó)內(nèi)比亞迪采用此項(xiàng)技術(shù)。
P4如果不與其它技術(shù)聯(lián)合,就是純電動(dòng)技術(shù),目前應(yīng)用較多,后期我們?cè)谶M(jìn)行詳細(xì)分析。
PS技術(shù)特征是其一是采用行星排、其二是采用雙電機(jī)、其三是系統(tǒng)控制,三者缺一不可,豐田汽車的THS技術(shù)采用了雙電機(jī)、單行星排架構(gòu),在業(yè)內(nèi)普及最早也名氣較大。通用汽車采用了雙電機(jī)、雙星行排技術(shù)架構(gòu),可以簡(jiǎn)單地理解成“雙THS”技術(shù),效率也更高、輸出更為平順,下篇文章,我們針對(duì)這兩套當(dāng)今新能源的巔峰技術(shù)進(jìn)行更為詳細(xì)的對(duì)比。
PS技術(shù)真正的內(nèi)涵是通過(guò)行星排的三自由度、雙電機(jī)及智能控制的互相配合,強(qiáng)勁、順暢地輸出動(dòng)力。
由于相互之間的配合,這類技術(shù)油耗都比較低,通用汽車第二代Voltec技術(shù)、豐田汽車的THS3系統(tǒng)都在不斷進(jìn)化,并刷新新能源汽車的低油耗記錄。
當(dāng)然,對(duì)于PS技術(shù)來(lái)講,因?yàn)椴捎昧穗p電機(jī),電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成為動(dòng)力總成技術(shù)最具關(guān)鍵的技術(shù),它不僅僅決定了汽車動(dòng)力性能、燃油經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)在構(gòu)架上通過(guò)Standard-still(移動(dòng)電源)提供新的生活方式。
與此同時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)最高效率上面也可以做很多文章,通用汽車通過(guò)改變進(jìn)排氣氣門(mén)相位,提升膨脹比,回收尾氣的熱能,提升效率,這里面有個(gè)通俗的叫法是米勒循環(huán)。也有車企稱之為阿特金森循環(huán),事實(shí)上,阿特金森循環(huán)需要變更曲軸的結(jié)構(gòu),而這些車企僅僅變更了進(jìn)排氣氣門(mén)的相位,實(shí)質(zhì)都是米勒循環(huán)。
米勒循環(huán)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通發(fā)動(dòng)機(jī),在動(dòng)力輸出方面卻要弱于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī),PS技術(shù)則是通過(guò)兩款驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起來(lái)驅(qū)動(dòng)整車,提升動(dòng)力的同時(shí)提升燃油經(jīng)濟(jì)性。
PS技術(shù)采用的是雙電機(jī)系統(tǒng),同時(shí)通過(guò)三自由度的行星排,在駕駛過(guò)程中更為舒適,文獻(xiàn)中實(shí)測(cè)了兩種技術(shù)動(dòng)力輸出對(duì)比,表示車輛動(dòng)力輸出曲線,其中紅色是PS技術(shù),動(dòng)力輸出一直非常平順,而P2的動(dòng)力輸出則是出現(xiàn)了反復(fù)的中斷,當(dāng)然,如果論及P3技術(shù),舒適性基本上無(wú)法接受的層次。
PS屬于少林,P2當(dāng)屬于華山氣宗一派,整體表現(xiàn)雖不及PS技術(shù),也臉面上表現(xiàn)不錯(cuò),但是,受限于歷史,有那么點(diǎn)急于求成的意思。
P2是這幾年逐步興起的技術(shù)平臺(tái),目前來(lái)看,這種趨勢(shì)還在加劇,原因在于這項(xiàng)技術(shù)更適用傳統(tǒng)汽車制造商,在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間插入一個(gè)電機(jī)即可,目前,奔馳、寶馬、奧迪、大眾都采用這種技術(shù)架構(gòu)。
原因在于,1997年的時(shí)候,全球范圍內(nèi)對(duì)節(jié)能減排出現(xiàn)兩種不同的聲音,一種走電動(dòng)車新能源的路線,一種走柴油機(jī)路線。通用和豐田選了電氣化路線,歐洲的汽車制造商則選擇了通過(guò)柴油機(jī)的高效率來(lái)提升燃油經(jīng)濟(jì)性,此后,隨著排放越來(lái)越嚴(yán)格,我們看到,大眾汽車出現(xiàn)了排放門(mén)事件,歐洲汽車制造商發(fā)現(xiàn)僅僅通過(guò)柴油機(jī),無(wú)法滿足節(jié)能減排的要求,這項(xiàng)技術(shù)走入死胡同,迅速轉(zhuǎn)向電氣化路線,只不過(guò)PS路線被通用汽車和豐田汽車申請(qǐng)了相關(guān)專利,投資少、轉(zhuǎn)型快的P2就成了它們不得已而為之的首選。
所以,P2并不是優(yōu)選路線,而是歷經(jīng)路線選擇錯(cuò)誤之后耽誤十多年發(fā)展,作出的一個(gè)轉(zhuǎn)型追趕電氣化車型的緊急方案,但是,目前來(lái)看,國(guó)內(nèi)很多汽車制造商喜歡像歐系看齊,也逐步采用了這項(xiàng)技術(shù),聽(tīng)起來(lái)也蠻有意思。
筆者例舉了目前幾個(gè)典型P2產(chǎn)品,奔馳E400系統(tǒng),受限于已經(jīng)很緊湊的前艙,它沒(méi)有空間加進(jìn)去一個(gè)大電機(jī),僅從了峰值20kW的小電機(jī),動(dòng)力性和油耗都不佳。
然后,大眾汽車也采用了P2,相對(duì)來(lái)講比奔馳的P2集成度高,動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性也好一些。
寶馬汽車也不例外,也深度集成了變速器與P2模塊,與大眾類似,也采用了比較深度集成的技術(shù)。
不過(guò),P2的限制不僅僅已經(jīng)滿滿的前艙,更是來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器的前艙熱輻射,我們知道驅(qū)動(dòng)電機(jī)受溫度影響非常明顯,發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?zé)彷椛潆姍C(jī),電機(jī)為保護(hù)自己會(huì)進(jìn)行降功率運(yùn)行,直接帶來(lái)的結(jié)果就是減少動(dòng)力輸出,這部分在長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)車的動(dòng)力性影響更為明顯。
P3和P1技術(shù)有點(diǎn)姑蘇慕容的意味,貌似什么都會(huì)點(diǎn),什么都不精,說(shuō)它是新能源也能牽上邊,說(shuō)它不是新能源也可以,但是它們自己宣傳的時(shí)候總是以“正統(tǒng)王室”自居,有點(diǎn)欺世盜名的流氓意味。
P1因?yàn)槌杀据^低,目前國(guó)內(nèi)有很多企業(yè)在做。后面找機(jī)會(huì)再進(jìn)行詳細(xì)介紹,P3則是在國(guó)內(nèi)比較流行,但是無(wú)論是駕駛舒適性、整車效率都不好,很多時(shí)候,這類車企宣傳的時(shí)候,都采用Plug-in HEV的方式,這樣通過(guò)國(guó)家油耗計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)貌似油耗不錯(cuò),實(shí)際開(kāi)的過(guò)程中,油耗還是蠻差的,距離我們談到的出發(fā)點(diǎn)“節(jié)能減排”還有較大的距離。
當(dāng)然,在新能源汽車領(lǐng)域,我們希望看到一個(gè)百花齊放的技術(shù)和產(chǎn)品,但是也需要我們對(duì)于要購(gòu)買的車型有個(gè)明顯的辨別,后面我針對(duì)每一類別進(jìn)行詳細(xì)分析。
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