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插混的世界没那么复杂(上):主流PHEV技术路线简析

来源:实验室高混机    发布时间:2024-11-04 17:39:45

人类社会正忙着给燃油车定“deadline”,造车新势力正忙着嘲笑“为什么还有人买油车”。然而,变化不会是一蹴而就的。“燃油车与电动车如何并行”不是一个毫无意义的话题。 也正因为有了全燃

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  人类社会正忙着给燃油车定“deadline”,造车新势力正忙着嘲笑“为什么还有人买油车”。然而,变化不会是一蹴而就的。“燃油车与电动车如何并行”不是一个毫无意义的话题。

  也正因为有了全燃油向全电动转型的“空窗期”,所以HEV和PHEV往往被认为是一种过渡产品。但电气化≠电动车,新能源车≠纯电动车,政策性的“禁燃令”大多指向的是“新能源化”,而非仅接纳纯电动车。

  这本应是一些基础常识,然而哪怕到了2022年,依然有太多人傻傻分不清楚。

  所以,梳理一下现如今PHEV的产品线就变得特别的重要。近一年,中国品牌在PHEV技术路线上的百花齐放,已经获得了阶段性认可。自打新能源兴起以来,长期边缘化、鸡肋化的插电混动,第一次有了跻身主流的趋势。

  在这其中,不管是已经大卖的比亚迪DM-i,还是正处于增长阶段的长城柠檬DHT、奇瑞鲲鹏DHT、长安iDD以及吉利雷神HiX,都有着相同的宣传特点,无非是超低亏电油耗以及破千公里的超长续航。但对于消费者来说,到底该如何选?不一样的品牌的PHEV技术路线有哪些差异?这些就是本期PHEV专题想要帮大家弄明白的问题。

  考虑到这个专题信息量比较大,为了相对透彻、直观地介绍各个品牌PHEV的技术特点,我将其分为技术路线篇(结构布局)和插混专用发动机(性能、效率)篇,同时每篇结尾都有对应的选购建议,也可以跳过过程直接看结论。

  中国汽车品牌大多在发力PHEV技术,但PHEV有不同的布置结构,DHT是各主机厂主要选择的方案。在目前主流的技术路线里,长城柠檬DHT、奇瑞鲲鹏DHT以及吉利雷神HiX都属于DHT。

  所谓DHT(Dedicated Hybrid Transmission),学名叫作混合动力专用变速器(目前市面主流技术路线分为平行轴和行星齿轮两种架构),本质上是通过集成一个或两个电动机到变速器中形成带电动机的变速器系统,加上发动机输入后就可以实现混合动力驱动的功能。当然,关于DHT还有很多种衍生方案,这里就先点到为止。

  回到各PHEV技术特点上,既然都采用了DHT方案,那么长城柠檬DHT、奇瑞鲲鹏DHT以及吉利雷神HiX三者之间是不是就没啥区别了?闭着眼睛买?直接选外观?

  非也,同为DHT方案,三者之间的相同点是均可实现纯电、串联混动、并联混动、发动机直驱四种动力输出模式。其中,串联混动是指增程模式,即在某些阶段发动机不参与动力输出,通过给驱动电机供电进而提供动力,多余的电回收至电池;而并联混动则在急加速时让发动机与电池同时参与动力输出,提供最强动力模式。

  不同点在于长城柠檬DHT是双挡结构,而奇瑞鲲鹏与雷神HiX是三挡结构。也正因为“变速器”结构的不同,每个技术路线下对于车辆控制器的标定会有差异。名声在外的比亚迪超级混动DM-i,则抛弃了变速器,发动机与电机都采用固定齿比驱动。

  关于技术的延展这里就省略一万字,直接说一下几种PHEV技术在能量转换上的不同。

  首先是DM-i,得益于完全解耦的系统架构,比亚迪实现了更大的纯电驱动范围。在城市日常工况下,几乎八成以上的时间都是纯电驱动,这也是DM-i的一大特点。在低于70km/h的工况下,哪怕你踩下全油门,发动机也不会参与输出,所以这台车哪怕在亏电状态下中低速的NVH也表现得非常好,因为DM-i是一套真正以电驱为主的PHEV系统。

  而长城柠檬DHT本质上与比亚迪DM-i思路一致,也采用了双电机控制器,只不过在发动机端增加了两挡变速器,从而让发动机可以在更低速度进入直驱模式。当然了,在串联模式下动力输出的途径也会经过两挡变速器,与DM-i直连的效率相比,多少有点损耗。在动力输出路径上,长城柠檬DHT就是典型的双电机控制DHT结构。如果硬要说长城柠檬DHT与比亚迪DM-i的不同,则是前者可以兼容HEV模式,在电量消耗到阈值后就进入混动,而DM-i则从始至终保持着PHEV状态。

  吉利雷神HiX与奇瑞鲲鹏DHT虽然都采用了三挡DHT结构,但二者有很大不同。

  奇瑞鲲鹏DHT采用“双电机驱动”的结构,注意“双电机结构”≠“双电机驱动”,鲲鹏DHT通过用两个小电机(P2+P2.5)来平替一个大电机,其中P2电机负责2挡,P2.5电机负责1挡和3挡。这样的布局对于电机效率会有一定增加,同时成本上两台小电机也会比一台大电机更省。正因为有了双电机驱动,所以奇瑞为鲲鹏DHT打造出了9种模式,但都是在单、双电机中切换,本质上与长城柠檬DHT区别不大。

  吉利雷神HiX则主打的是全速域并联,啥意思呢?搭载雷神HiX的车型速度超过20km/h即可开启发动机参与输出,奇瑞鲲鹏DHT虽然有三挡结构,但是在低速的时候只会采用纯电驱动模式。并且雷神HiX在结构上也与鲲鹏DHT不同,除了一台与曲轴连接的P1电机之外,驱动电机位于P2位置(变速箱输入端),而连接P2的就是3挡变速器。

  以上提到的四种结构均采用了双电机控制,而长安iDD则完全采用单电机并联结构,其结构特点我总结为三个方面(因为长安并没明确对外公布结构信息,所以以下三点是与厂家产品经理沟通以及推导而来)。

  1、P2单电机与发动机通过齿轮结合,离合器能够直接进行发动机与蓝鲸电驱变速器的耦合/解耦控制;

  3、整套系统一共拥有3组离合器,即控制发动机介入的一套离合,以及DCT中的两套离合。

  从这个结构可以看出来,相比起DM-i哪怕在亏电模式下也优先用电(串联输出)的默认逻辑,长安iDD在亏电状态下更偏好用混动来输出动力。

  同时,因为P2电机既要负责动能回收,也要负责驱动,还要负责为电池充电,所以对于P2以及6DCT的标定就成为长安iDD这套串联系统最大的难点。

  不过优势也很明显,即在保留混动低油耗的情况下又拥有了6DCT的灵活性。所以,长安iDD才是真正的“全域”选手,全速域、全时域、全温域,都能轻松实现混动。电量过低?不存在的。

  简单梳理下以上技术路线的特点以及给出我个人的选择建议。不过要提前说明的是,现阶段,各家技术水平还不能完全以销量论英雄。DM-i插混之所以大卖,还得益于比亚迪布局更提前。DM-i推出市场更早,作为PHEV 2.0时代最先量产交付的一家,比亚迪在销量上暂时获得了先发优势。

  如果你是一个纯电动车偏爱者,买PHEV就是因为没有办法安装充电桩,又有极强的续航焦虑,那么比亚迪DM-i车型确实是首选。虽然其纯电续航(110km)不是最优秀的,但DM-i的控制逻辑就是优先电为主,在各种测试中DM-i的全域工况纯电输出都占到了70%以上。

  如果你只是想要一块绿牌,买了当燃油车开,且不习惯电车动能回收时的拖曳感,那么长安iDD、奇瑞鲲鹏DHT以及吉利雷神HiX都是非常好的选择。

  长安iDD采用P2单电机并联结构,保留了6DCT,理论上开起来最接近油车的驾乘感受,并且油耗不高,但目前仅搭载于中型SUV UNI-K iDD上,未来会有UNI-V iDD。奇瑞鲲鹏DHT和吉利雷神HiX采用三挡DHT结构,中高速的时候发动机效率会更高,雷神HiX的发动机介入区间会比鲲鹏DHT更早一些,只不过奇瑞鲲鹏DHT是双电机驱动,而吉利雷神HiX是双电机控制单电机驱动。

  当然了,这都是我基于不同的PHEV结构工作原理及特点而给出的选择建议。事实上在日常使用中,各种PHEV方案开起来区别并不会很大,尤其是在纯电模式中,且亏电油耗基本都能控制在5L/100km以下。

  在下一篇,我会谈到插混系统的另一大关键点,即插混专用发动机。它的重要性,丝毫不亚于插混系统的技术结构。与此同时,每种插混系统已搭载的电池技术、容量以及电机性能,都会直观为各位展现。

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