双行星混合机

[XCAR科技原创]

记得和朋友聊起普锐斯的时候,大家都把它当成传统汽车和纯电动汽车的私生子:虽然想法不错,但就是不喜欢。05年第二代普锐斯国产的时候,国内的私家车普及率还没有现在这么夸张。你在选车的时候,更多的是考虑车辆的动力和排量,对环保的理解没有现在深刻。所以直到2009年停产前,第二代普锐斯在中国的销量只有3500辆。当时市场上的混合动力汽车也很少,不像今天的选择余地很大。

双行星混合机

现在我们对混合动力并不陌生,市面上的车型也非常丰富。从超级跑车宝马i8到日常用车奥迪A3 e-tron。还有像现代IONIQ这样的车,提供三种动力版本(纯电动版、混动版、插电式混动版)。但是说到混动车型,我们首先想到的,市场认知度最高的品牌依然是丰田,从雷凌双擎上市首月销量突破5000台就可以看出来。会有这样的结果也在情理之中。雷凌双引擎采用的技术是在丰田THSⅱ的基础上改进的。这项技术是丰田多年积累的。站在巨人的肩膀上,节油效果当然会更好。对于以日常交通为主要目的的混合动力汽车来说,节油和性价比是用户最看重的。

一个骨感惊人的武林奇才:丰田省油是因为混合动力结构好。

现在市场上混动车型很多,但是市场上反应最好的还是丰田的混动产品。原因是丰田的THS(Toyota Hybrid System)系统(现已发展到第三代)包含了一个优秀的混合动力系统应该具备的主要特征。

高效且省油的发动机

混合动力汽车的主角仍然是发动机,一台运行时燃油效率高的发动机是燃油经济性的关键。比如在第四代普锐斯上,丰田通过提高废气再循环率(将发动机燃烧后排出的一部分废气重新引入进气侧,提高发动机热效率,减少氮氧化物的排放)来提高发动机的热效率,最终搭载1.8L宽量程阿特金森循环发动机的动力系统热效率达到了惊人的40%。

双电机匹配必不可少。

需要两个不同功率的电机来确保整个混合动力系统的高效运行。由于不同路况下车辆对动力的需求不同,发动机最高效的工作范围较窄。因此,与发动机高效区互补的两台电机,通过不同的匹配方式,可以帮助发动机始终工作在最高效区。

而单电机直接连接混合动力(并联混合动力)系统的车辆,由于电机通过离合器直接连接发动机,电机和发动机的转速几乎相同,使得根据发动机负荷变化灵活调整电机工作状态的能力较差,发动机无法始终工作在最高工作效率区域。

锦上添花的传输系统

同样,为了达到让发动机运行在最高效率区域的目的,在第四代普锐斯上,丰田采用了驱动电机和发电机并联布置,平衡轴齿轮与减速机构连接的单行星齿轮布局,实现类似CVT无级变速箱的工作特性,再次提高发动机的工作效率。

正是因为以上特点,丰田的混动系统才有如此突出的节油效果,但现在丰田似乎遇到了对手,而且还是一个很有竞争力的对手。

带双电机的本田i-MMD系统

电机越多性能越强?本田,混合动力技术的“扫地僧”。

开发一套可用且易用的混合系统是非常困难的。用十年磨一剑来形容混合动力技术的研发并不过分。所以大部分车企都是专注于先突破一个技术方案,然后在这个方案的基础上逐步拓展产品品类。但拥有众多黑科技产品的本田,在开发新技术方面似乎有着无限的精力。2012年底,本田突然公开了三款新一代混合动力系统:

I-DCD(智能双离合驱动)系统,用于低端车型,使用一台电机;

I-MMD(智能多模式驱动)系统,带两个电机,适用于中档车型;

以及用于高端汽车的运动型混合动力SH-AWD(运动型混合动力超级手动全轮驱动)系统,该系统使用三个电机。

本田对于混动系统的模式非常明确:小型车采用单电机的i-DCD技术,强调运动性能的高端车采用三电机的运动型混动SH-AWD技术。另一方面,在雅阁这样偏向于日常家用车的产品中,采用了兼顾性能和节油的双电机混合动力方案。

高效且省油的发动机

在混动版雅阁上,同样采用了节油性能出色的2.0L阿特金森循环发动机。这台发动机本身的热效率达到了38.9%,创下了世界纪录。本田在这款采用DOHC双顶置凸轮轴技术的发动机上下了很大功夫。EGR废气再循环技术和本田独有的i-VETC智能可变气门正时系统(4500转/分以下使用燃油经济凸轮,4500转/分-6500转/分范围内使用高性能凸轮)都应用在这款发动机上。最后,这款内部代号为LFA的发动机,最大功率143Ps/6200rpm,最大扭矩165Nm/4500rpm。

双电机和高效传动系统

i-MMD系统中的两个电机分工明确。主要用于发电的一个电机始终与发动机相连,另一个电机与驱动轮相连,负责驱动车轮。当车辆减速刹车时,发电机负责能量回收和给动力电池充电。这种装置被本田称为电耦合CVT系统,由两个电机和一个离合器组成。两个电机都位于前桥上方,传统横置发动机的变速箱就位于前桥上方,离合器位于发动机和电机之间。

多家车企推出了“深混”系统产品。

齐上阵,通用双电机+多行星齿轮方案

中国作为通用汽车最大的市场,其1/3的产品在中国销售。因此,通用汽车非常重视中国市场。除了仅在国内销售的别克君越全混动车型,我们在本次北京车展上还看到了迈锐宝XL全混动车型和凯迪拉克CT6 PHEV插电式混动车型。通用汽车全球驱动系统部门执行董事拉里·尼茨(Larry Nitz)曾表示:未来五年,通用汽车将在中国上市十款新能源汽车,涵盖混合动力、插电式混合动力、增程式和纯电动汽车。目前三款混动车一般采用的是发动机+双电机+多个行星齿轮的混动系统,比丰田的混动系统复杂。

这三种混合模式可以分为两类。君越和迈锐宝混动版采用双电机双行星齿轮的匹配方式。根据美国环保局公布的数据,迈锐宝混动版是目前油耗最低的混动中型车。

2016款中型混动轿车油耗比较

车型城市油耗(L/100km)高速油耗(L/100km)综合油耗(L/100km)雪弗兰迈锐宝混动5.035.145.14福特福克斯混动5.385.775.63起亚K5混动6.575.916.37丰田凯美瑞混动5.636.215.77大众捷达混动5.634.925.38爱卡汽车网制表 www.xcar.com.cn

凯迪拉克混动版采用了更复杂的双电机+3组行星齿轮混合动力系统,以及新开发的新型EVT(电动变速)变速箱,配有3组行星齿轮和5组离合器。新的变速箱可以为混合动力CT6提供三种驾驶模式:正常、运动和保持。其中,Hold模式的作用是在动力电池充满电后暂时停止使用,在城市等混合模式更适用的环境下行驶时使用。

努力追赶的自主品牌。

在刚刚结束的2016北京车展上,吉利展出了一款双电机串并联混合动力系统的模型。该系统由吉利和袁可立联合开发,是中国第一套采用行星齿轮的功率分流混合动力系统。这套系统可能率先搭载在今年9月上市的帝豪混动车型上。

和之前介绍的几款混动车类似,吉利的混动系统也是采用发动机+双电机+单行星齿轮的结构。据悉,这套混动系统将搭载一台排量为1.8L的自然吸气发动机,与发动机共同工作的两台电机最大功率分别为60kW和45kW,通过一组行星齿轮实现发动机与电机的协调。

看到这里,你是不是觉得这个系统很像丰田的THS系统?丰田的行星齿轮机构位于两个电机之间,吉利的行星齿轮机构位于发动机和电机之间。而且吉利的混动系统是完全自主知识产权的。目前已获得国际发明专利4项,国内专利32项。

编辑点评:作为最早开始研发混合动力系统的车企,丰田经过慎重考虑,选择了双电机串并联混合动力系统的方案。后来的实践证明,这种最困难的再混合系统是节能效果最明显的。因此,各车企纷纷推出或准备推出自己的混联式混动系统,如荣威的e550、e950,长安的CS75插电式混动车型。特别是吉利的混动系统,技术专利多,对不同发动机的兼容性好,值得期待。

微信搜索“爱歌汽车”或“myxcar”并关注,每天获取汽车圈一手资讯!

免责声明:本站所有文章内容,图片,视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成,不代表本站观点,不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益,请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。

发表回复

登录后才能评论