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三类插电混动系统特点详解:欧系、日系、中国汽车品牌

在纯电动汽车暂时还未能在主流车价格区间内实现“同价同质”之前,插电式混动汽车是替代燃油汽车的最佳选项;现阶段销量最高的是中国品牌的插混汽车,其次为德系和日系,这三大车系的插混技术有哪些差异,咱们今天就来讨论这个话题。

大致分类与特点:

  1. 德系,DCT集成或AT串联式
  2. 日系,E-CVT架构
  3. 中国品牌,并联式DCT加E-CVT

德系品牌的插混汽车可参考大众汽车的DQ400e,或者宝马的8AT系统。

DQ400e在大众旗下的品牌里都有应用,这是台六档湿式双离合变速器,集成了功率不足100千瓦的驱动电机;比如迈帕PHEV的驱动电机只有85千瓦,这是个很低的标准,更适合小微型汽车

不过现在要讨论的是这套系统的特点,参考下图,电机是和双离合器集成的。


在油电混合(HEV)模式里,内燃机需要参与驱动,离合器自然会在低速蠕行和换挡的时候高频率运转;这就难免会有高温的问题了,而永磁同步电机最怕的就是异常的高温和碰撞,这都会导致永磁体的消磁。但相信汽车的技术可以做到有效保护电机,其较高的故障率具体问题出在哪里只有专修汽车的师傅才知道吧。


需要说明的是这套系统的理念的落后,电机功率85kw,1.4T内燃式发动机的功率为110kw;功率过低的电机会在中高车速区间导致耗电量的急剧升高,那么这套系统的主要动力单元就变成了内燃机。然而内燃机的效率非常之低,以内燃机为主是无法有效控制耗油量和性能的,高水平的插混汽车应当以电机驱动为主、内燃机为辅,或内燃机兼顾发电增程和弱油电混合。


宝马汽车的插混系统在上也比较落后,参考5系PHEV,系统综合功率215kw,其装备的2.0T涡轮增压发动机低至135kw,水平还不如优秀的1.5T;但最尴尬的结果是215-135=80kw,这是电机的功率。

作为一辆中大型轿车,80kw的动力储备不能更低了;要知道同级别的国产汽车在使用180kw的后电机的前提下,纯电模式破百也就是七八秒,所以5系PHEV的纯电模式只是能开而已,动力还是要依靠压榨内燃机为主,比较落后。


宝马采用的是串联于AT变速器的驱动电机,那么电机输出的动力总还要被变速器损耗一部分之后再驱动车轮,这样的模式也不理想;一般前置电机采用P3架构,也就是在变速器的末端,这样的传动方式可有效控制动力损耗。其次还可以用电机替代变矩器,比如牧马人使用的8AT就是用电机替代变矩器,这种变速器严格来说已经不算一般理解的AT了。

的8AT同样来自采埃孚,和用的是同一家供应商)



日系PHEV参考丰田本田即可,这两个品牌的混动车知名度挺高,但是插电混动汽车的销量都非常之低。

究其原因应当有三点:

  • 开快了噪音大
  • 开猛了不节能
  • 动力弱

两田的插混汽车都采用E-CVT架构,与其油电混合汽车没有本质区别,无非是加大动力电池组实现纯电驾驶的能力,其次则是增加充电模块;反之,两田的油电混合汽车自然是为了控制制造成本而打造出来的畸形产物,毕竟与这些车价格重合的国产混动汽车都是插混车了,而且在动力、电耗和油耗三方面都有优势。

什么是E-CVT?


这就是E-CVT,它不是采用锥形轮和钢带摩擦传动,使用寿命短、低温保护麻烦且传动损耗很大的,日系汽车善用的无级变速器;而是集成了驱动电机和发电机的动力单元;驱动电机配合减速器可直驱车轮,内燃机没有变速箱,只能与发电机串联后通过减速器输出动力,或者只用于发电。

这种系统有一个绝对的优点,那就是「绝对平顺」。

因为负责调整车速的只是发动机而没有变速箱,只要存在换挡操作的变速箱,不论理论还是实际上都有“顿挫”的问题;反之,只通过发动机和电机的转速升降来调速就会绝对平顺,因为转速的升高和降低都是平顺的。



然而这套系统也有缺点,解读其缺点需要综合中国品牌的E-CVT PHEV汽车进行分析。

参考比亚迪DM-i系统(最新版本的DM-p是在DM-i的基础上增加后电机)。

这套系统也是E-CVT,应用时间是2008年(F3DM),此时的本田还没有该技术;这套系统的基础架构和两田没有区别,不过更理想的串并技术淘汰了太阳轮,比丰田系统相对高效率了一些。

油电混合卡罗拉雷凌,这两台车在整备质量低于插电混动秦DM-i的前提下,耗油量反而高于插混秦PLUS


为什么会这样呢?

其实很简单,DM-i架构采用了中低速增程驾驶、高车速区间油电混合的运行模式,并且配备了热效率高达43%的专用阿特金森内燃机;增程驾驶时的内燃机转速是稳定的,系统设定为转速落点在最高热效率的范围里,耗油量自然会很低;高速车速区间需要内燃机混动输出,但电机已经把车速拉升到80km/h,输出功率已经不低,内燃机只是在这个高基础之上进行辅助,所以这道加法仍旧能保证油耗足够低且保证动力足够强。


的驱动模式类似于DM-i,不过只能以很低的车速实现增程,车速稍高就要油电混合,所以耗油量会低不少,动力也是要差不少的;的混动系统只能油电混合,在全车速区间需要内燃机依靠调整转速辅助输出,耗油量不会低、转速高则噪音大,再加上为缩减成本所使用的自然吸气发动机,整体水平就要差很多了。


目前最理想的插电混动系统是DM-i,最好玩的是DM3.0,因为这套并联式系统可以有多种组合。

  • 内燃机+HDCT+BSG+P3,前置前驱,被DM-i取代
  • 内燃机+HDCT+BSG+P4,后驱、全时四驱
  • 内燃机+HDCT+BSG+P3+P4,全时四驱

第二套系统只有P4驱动电机,也就是后置后驱电机,那么纯电模式就是后驱,油电混合模式激活前内燃机成为全时四驱;该系统做到了内燃机和电机转速与扭矩的精准控制,在雪地、越野等模式中可以精准防滑,实测雪地山路不需要防滑链

重点是E-CVT暂时没有做到能在后驱和四驱之前切换的,两驱一定是前置前驱,驾驶乐趣会差一些;加上P3前置电机则适合SUV/ORV,以及皮卡这些硬派车型。


HDCT+BSG的组合很有意思,该系统不像汽车的DQ400e,BSG电机是在发动机泵系端布局的发电启动一体机,功能顾名思义;HDCT是混动专用六档湿式双离合变速器,在换挡的时候可以通过BSG拉升、降低或稳定转速,在HDCT换挡完成之前计算出不会顿挫的转速,以实现有变速箱的汽车的平顺换挡。


这套系统对于普通燃油车而言已经非常平顺,相比DM-i而言,在冷车急加速的时候偶尔还会出现顿挫,适合的是玩家。这就是三大车系的插混技术特点的差异,现关注来还是DM-i/p 3.0的标准最高,日系汽车能排在第二但量产车的水平太低,欧系插混汽车更像是初期的试水之作。



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标签: 混动 详解

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