新能源路线迈进2.0,插电混动能被正视吗?

2020-10-26来源: 雅斯顿关键字:新能源汽车  插电混动  混合动力

今年9月,国家新能源汽车创新工程项目专家在一次会议中透露了《节能与新能源汽车技术路线图》2.0版本,对此前1.0版本纯电动汽车的地位和发展进行了修正,其中关键的变化在于:过去的电动化被调整为未来的电驱化。


对此主要有几方面的理解:不再强调「禁售燃油车」的口号与时间表,以节能汽车与新能源汽车并举发展的路线去代替过去坚持的全面电气化,而节能汽车则包括48V、HEV与PHEV在内的多种混动模式。


关于2.0版本的调整,行业预测丰田与本田的油电混合模式将会更受欢迎:成熟的技术、接近传统的驾驶风格,以及显著的燃油经济性提升。本田田正在积极推进全系车型的混动版本上市,也在证明这种趋势变化。


不过,业内人士也发现,无论是1.0版本还是2.0版本,插电混动始终未能得到充分的肯定与重视。以目前插电混动的销量来看,牌照的导向、对纯电动的顾虑仍然是消费者购车的最大初衷。在主流家用车市场,合资品牌仅有别克与丰田的插混表现较好。


插电混动只能是政策产物吗?理想的插电混动车型应该是怎样的?



插电混动不是简单的油+电


关于插电混动系统,业内通常以发动机与电机的不同工作模式分类为串联、并联与混联。

并联,可以直观理解为两套动力源并行。为了应对更为严苛的环保法规,车企在原有的内燃机动力系统上增加一套电池电机,把起步加速这种传统内燃机效率最不稳定、最费油的工况交给电机,让电机最大扭矩输出的优点发挥到极致,而在需要大功率的工况下,电机与发动机可以一并贡献。


对于车企而言,并联模式最容易实现、无需对原有系统做大范围改进,而两种动力源配合的模式,在国标油耗测试工况下可以得到最好看的油耗数据。以大众、宝马为代表的欧洲车企都倾向于采用并联。只不过,由于并联系统下电机驱动的工况并不多,而在大多数日常使用场景下,电池电池的重量成为了传统内燃机的负担,因此并联系统也是最经常给消费者带来「插电混动不省油」印象的一类。



另一种是串联,可以理解为两种动力源的深度结合。在串联系统里,发动机只在背后默默付出,为电池充电、让电机驱动车辆,发动机不再站出来提供驱动力。这样的好处是让两套动力源都发挥最大效率,燃油经济性与驾驶质感都能得到提升。但它的缺点也很明显,发动机不直接参与驱动,而是将能量转移给电池电机再输出,产生了能量转换的二次浪费;而且在高转速区间,电机的优势甚至不如发动机,这就造成大多数串联系统的车辆高速动力不足,最终只能在小型车普及。


混合动力技术的目的是通过两种甚至多种动力源的分配,使得各自能在最佳工作区间内发挥作用。然而,无论串联还是并联都有妥协与牺牲,难道就没有鱼与熊掌兼得的方案吗?


通用汽车最早在上世纪90年代投入到双模混合动力变速箱的研发当中,让并联与串联的特点与优势都结合在同一套系统里。目的是让一辆混合动力汽车可以在尽可能多的工况下,组合出尽可能多的动力源匹配模式,以实现效率最优。



但是,双模甚至多模系统需要更为高级的动力分配结构,这也就是我们在通用Voltec上看到的、大名鼎鼎的Power Split动力分流系统。这套系统最大的特点在于,在变速箱内加入了两组行星齿轮、两个驱动电机,以离合器分配发动机与两个电机在不同工况下的工作组合。比如高动力需求时,大小功率的两个电机都能参与驱动;动力需求没那么高的时候,一个电机负责驱动、一个电机负责调整转速,以保证驾驶质感最优化。

这套带有Power Split的通用混合动力系统最早在美国的雪佛兰Volt中使用,动力性能与燃油经济性的最佳表现得到了市场验证。直到后来丰田普锐斯换代,才同样加入了类似的动力分流技术,可见通用这套双模思路的先进性。

今年别克上市的微蓝6 PHEV采用了eMotion驱动技术,正是通用Voltec的沿袭:两个驱动电机,两个行星齿轮组,动力分流技术在经过多年技术更新后,已经可以做到高速、低速两种动力分流模式与10种以上的工况模式,在全车速工况下持续调整动力源匹配组合,以提供最佳效率的能量组合。



插混需要两套高性能动力源

混合动力技术推出,最开始的思路是在就不彻底改变动力源与使用习惯的前提下,实现节能减排。但在消费者实际体验中发现,无论是并联还是串联系统,始终存在着电池容量不足以支撑性能需要、发动机排量不足以满足动力性能等问题。想要集两派之所长,首先需要保证两套动力源的性能不妥协。

应用于插电混动车型的发动机,首先需要满足的是节能、降低油耗,比如别克微蓝6 PHEV采用的1.5L发动机就对进气歧管进行了全新设计,以提升发动机中低速扭矩、并且扩大发动机燃油经济区,目的是在驱动车辆、为电机充电等多种工况下,这款发动机的油耗都可能保持在较低范围。此外,大量的低摩擦组件加入,也能通过降低内部摩擦损耗而达到更高效、平顺的动力输出。至于丰田卡罗拉/雷凌的插电混动是在原有的双擎系统上做拓展,对燃油经济性的追求得到保留。

只不过,在动力性能上丰田的插混系统有所妥协,百公里加速只有11.7秒,而别克微蓝6 PHEV的百公里加速可以做到8.6秒。



第二套动力源来自于电池,这也是插电混动车型的动力主体。关于电池组的选择,车企往往十分谨慎:从厂商的层面,这套电池必须在能量密度上符合补贴水平;而从消费者的角度看,电池能量密度决定了重量、续航、电耗,最终体现在体验上。

别克微蓝6 PHEV选择了LG化学提供的新一代模块化高性能三元锂电池,由104组电芯单元组成,额定电量9.5kWh,能量输出比普通的磷酸铁锂电池高50%,电池能量密度高于同级。这套电池技术最大的特点是高度集成、体积更小、容量更大,而通用汽车独有的片层冷却技术,可以精确控制每一片电芯的温度,以保证这套系统的性能安全稳定,使用寿命更长。

在两套高效动力源的配合之下,微蓝6 PHEV的纯电模式续航里程为60公里。丰田的插混在电池选择上没有过于强调高效能,搭载的是一块10.5kWh三元锂电池,纯电续航55公里。而从今年的行业发展来看,插混的纯电续航进入60公里已是平均水准。



如何让混动模式效率最大化

消费者对插混的误解,有一部分原因来自使用方式:当用户无法长期在混动模式下驾驶,相当于一辆燃油车拖着大电池,油耗自然有增无减。这不应该是插混车型开发的初衷。在插混系统的选择上,通用之所以选择技术构型更高级的混联,是因为在通用看来,消费者购买一辆插电混动车型,不应该只是获得更低油耗,而同时也应该享受到两种动力源带来的,更高级的驾驶体验。



以别克微蓝6 PHEV为例,EVT电控智能无级变速箱并非只有动力衔接更平顺的优势,由于采用了双电机+双行星齿轮组的独特设计,配合动力分流技术,在TPIM集成式驱动功率逆变器模块的控制下,可以灵活实现多种模式切换,以实现更高效的扭矩输出、更快的动力响应。目前这套技术只有通用和特斯拉具有,而在中国市场,首次以别克微蓝6 PHEV将这套高级技术带给消费者。

具体到驾驶层面,别克微蓝6 PHEV可以通过调节控制踏板,灵活切换三种驾驶模式,比如适用于城市工况的普通模式,较低功率需求的驾驶场景下以正常纯电运动,给驾乘者的感受是类似于电动车的线性动力输出,平顺而舒适。运动模式则应用于高速公路等需要更强动力反馈的模式,油门踏板反应更灵敏;而锁定模式则用于维持电量,达到更节能的目的。

在用户看来这只是三种不同感受的驾驶模式,但在驱动系统内部,它是通过多种动力源的组合与工作模式调动,以保持最稳定的大功率输出与放电。与之配合的,还有两种动能回收模式,让驾驶者在性能与续航之间做选择。



雅斯顿小结

在节能减排与能源转型的大环境下,插电混动本该是车企和消费者最适合的过渡方案,两种动力源的配合不只是为了省油,而是全方位优化驾乘体验。意识到这一点,消费者才能在选购时做出最适合自己的选择。


关键字:新能源汽车  插电混动  混合动力 编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic514376.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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