插电式混合动力系统大比拼

2018-09-14来源: eefocus 关键字:插电式  混合动力系统

  请问,都是插电式混合动力系统,真能分个高低吗?

  能,当然能,必须能!就连一张简单的披萨饼都分国籍、流派与优劣,集合了汽车动力技术大成的插电式混合动力系统,又怎能不分个高低呢?且听笔者细述之:

  汽车强国皆造混动 中日进入总决赛

  在当今世界的汽车工业之中,混动系统构型的分类非常复杂:按照“电机介入程度”分类,可分为弱混、中混、强混;按照“电机位置”分类,可分为P0、P1、P2、PS、P3、P4;按照“动力联合方式”分类,可分为串联式、并联式、混联式。

  为了不把这篇技术讲解写成工学硕士毕业论文,笔者决定以最易消化的方式概述汽车强国们的混动事业:

  日本:以丰田、本田、日产为代表的日系混动系统,非插混与插混都有,核心的技术实现形式是“动力分流”,其中最亮眼的是丰田集团的“双电机动力分流派别”。

  德国:以大众集团为代表的“单电机双离合派别”德系混动系统,主打插混,兼顾动力性能与节能环保。

  美国:以通用为代表的“增程式插混系统”(串联结构,纯电驱动)已被市场证明前途渺茫,目前通用、福特、FCA三大集团均有多种形式的插混系统,综合性能不如中日两国主流产品。

  中国:中国这一支混动力量主攻插混,然而如今只有比亚迪完全掌握了插混技术,其第三代DM双模技术,目前已经同时达到了“破百4.3秒+全时电四驱+纯电续航100公里+工况百公里油耗1.6升”等指标,而这些指标加起来,就是同级别中最强的,没有之一。同时也意味着中国自主品牌已在全球新能源汽车产业中独立形成了一股强劲势力。

  纵观全球汽车制造业,世界公认的混动销量之王是丰田集团,欧系在引领涡轮增压之后在混动上却占了下方,美系混动被日系打得很惨,还挣扎在如何控制成本提升竞争力的泥潭之中。而能代表中国的,唯有拿DM3来对比。

  比亚迪“P0+P3+P4”架构能带来哪些优势?

  丰田汽车早在1993年开始研发混合动力系统,然而旗下第一款插电式混合动力车型到了2012年才正式诞生。相比之下,比亚迪第一款插电式混合动力车型F3 DM早于2008年投放市场,此后DM技术已在长达10年的技术迭代中进化至第三代,也就是我们说的DM3。或许各位读者也想知道,比亚迪第三代DM技术真的能战胜传奇的丰田THS-II技术吗?

  我们拿出两款代表性作品 —— 新一代比亚迪唐DM与新一代丰田普锐斯插混(Prius Prime),开始分析:

  从插混系统的构型上看,新一代唐DM采用了更为高阶的“P0+P3+P4”构型,而新一代丰田普锐斯插混则坚持采用申请专利的“PS”单一构型。

  比亚迪“P0+P3+P4”构型的原理与优劣势:

  1、分工非常细致,P0电机(BSG皮带启动/发电机)负责自启停、能量回收、扭矩辅助;P3电机和P4电机分别驱动前后轮,实现“全时电四驱”,兼顾动力与经济。

  2、因为“P0+P3+P4”同时存在,第三代DM技术的动力联合方式比丰田的更丰富的模式,更强的动力,可以实现发动机驱动、纯电行驶、动能回收、串联驱动、油电并联四驱等混联模式,覆盖到了日常驾车的种种工况。

  丰田“PS”构型的原理与优劣势:

  1、第四代丰田THS-II依然采用PS电机布局,将两台驱动电机MG1与MG2内置于E-CVT之内。这一回,MG1与MG2不再同轴,而是异轴布局,结构可更紧凑。

  2、基于“PS”构型打造的THS-II系统,行星齿轮组和齿轮齿数的设计巧妙,系统通过判断油门深度、行驶状态、电池状态等条件,精密计算,让各个部件尽可能运行在能量利用效率最高的区间提升燃油经济性。

  作为插混车用户,第三代DM技术能给我们什么好处呢?

  第三代DM技术的动力优势:

  由于“P0+P3+P4”构型可以让每一个电机都发挥最大效用,同时燃油发动没有采用偏重经济性,但牺牲动力的阿特金森循环方式,保留了性能优势。因此搭载第三代DM技术的全新一代唐DM,其最大功率踏入441kW(600PS)大关,最大扭矩达到惊人的950N·m,系统功率与扭矩相比第二代DM分别提升19%和16%。如果直观对比的话,丰田只能算是羽量级的,除非是丰田系大排量混动系统,但那跟DM3又拉开了成本和级别上的差距。

  对比一下便可知晓,“PS”构型无法让丰田THS-II的内燃机/MG1/MG2直接叠加,因此普锐斯插混最终只输出了90kW(122PS)的系统功率,相当于全新唐DM的1/5。因此,全新唐DM能把破百时间控制在4.5秒(最快4.3秒)以内,而普锐斯插混破百则要等到11.1秒。

  第三代DM技术的纯电续航优势:

  插电式混合动力系统的一个重要功能就是通过充电桩充电进行纯电续航补充。由于装备了20kWh/24kWh大容量电池组,全新唐DM的纯电续航里程远超普锐斯插混,后者电池组容量仅为8.8kWh。

  看一组数据,全国平均上班通勤距离(单程)最长的三座城市为北京、深圳、东莞,一程约为17.5km,一天约为35km。如果只用纯电驱动,普锐斯插混用户只能老老实实“每天充电”,全新唐DM用户可以轻松做到“两天一充”,全新唐DM智联创世版用户甚至可以“三天一充”,多用电少烧油,节能环保。

  第三代DM技术的充电保电优势:

  促成超长纯电续航与超低工况油耗的功臣当然也不止全新唐DM电池组,P0位置的BSG电机也是重要缘由。往常的BSG电机,功率到顶了也就15kW左右,比亚迪破天荒地使用了25kW大功率BSG电机,能让自启停流程更加平稳,还能将汽油机拉升至任意转速以避免动力系统反拖的冲击与噪音。

  大功率BSG电机的另一个优势,在于最高可达94%的动能回收发电效率,它能让全新唐DM真正实现快速充电,某些工况的充电速度甚至超过耗电速度(除非驱动电机长时间加速),最终实现1.6L/100km的超低综合油耗。

  小结:比亚迪“P0+P3+P4”构型的分工更细致,动力更迅猛,可以实现更多样的动力联合方式,节油能量非常强大,还能实现四驱越野功能;丰田“PS”构型的结构小巧,动力性能与技术可延展性一般,节油能力强大。


关键字:插电式  混合动力系统

编辑:什么鱼 引用地址:/qrs/2018/ic-news091451469.html
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