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坦克500 Hi4-T的核心价值是什么?

基于我对这款车的理解,坦克500 Hi4-T最核心的价值是:它是一辆真正能翻山越岭的车,还是一辆插电式混动车。所谓“理解越野,才会敬畏越野”,越野对车辆的性能要求和家用奶爸车是完全不一样的,也因为设计目标不同,使用环境不同,车型定位不同,坦克500上的Hi4-T插混系统非常独特。

为何还要搞一套Hi4-T,意义何在?

Hi4-T系统是一套并联式混动,很多小伙伴会疑惑,现在市面上不是流行串并联结构嘛,并联式已经很少见了。我仔细研究了Hi4-T结构,它是一套为坦克500量身定做的插混架构,是一套以越野为核心的混动方案,相比市面上流行的串并联结构,具有性能优势和可靠性优势,解决了越野与电的先天矛盾。

我从技术角度一点点带大家展开。首先,越野场景是什么样的?戈壁、草原、丛林、沙石、山丘……在这些场景中,往往都是车速不快,但是需要车辆频繁大扭矩介入的工况,而目前市面上几乎所有混动在中低速下扭矩是无法充分释放的。

举个例子,目前绝大多数混动车型使用串并联结构,在纯电or串联模式下,驱动车轮的只有电机,由于是单档,只有减速器,传动比是固定的,我们假设电机最高转速18000rpm,对应最高车速160km/h,按照轮胎直径630mm计算,减速比大约6.7左右,也就是在低速下轮上最大扭矩=6.7*电机最大扭矩,假设电机扭矩300Nm的话,轮上最多只有2010Nm。如果低速并联呢?我们可以理解为驱动车轮为电机+发动机,假设发动机4000rpm对应160km/h,那么减速比为1.5,轮上最大扭矩=6.7*电机最大扭矩+1.5*发动机低速扭矩,按照行业经验,在低转速下发动机扭矩非常羸弱,几乎可以忽略不计,这也是目前行业串并联混动低速都是EV驱动的原因之一。

在市区、高速等工况,这样没啥问题,扭矩能满足家用需求,但是要越野的时候,扭矩不足就很致命。所以就可以理解坦克500上为何搭载Hi4-T并联式方案了。这套系统在9HAT加持下,扭矩能充分放大,即使在低速蠕行,也能发挥1+1=2的性能,即发动机+电机的综合扭矩。从系统数据也可以看出来,发动机功率185kW,扭矩380Nm,电机功率120kW,扭矩400Nm,系统综合功率300kW,系统扭矩750Nm,几乎为发动机+电机的性能,这是串并联混动或功率分流式混动难以实现的。

从上图结构可以看出,它是典型的高端车型布局,类似硬件车型有路虎卫士PHEV:纵置发动机+9HAT+P2电机+机械四驱+三把锁,主要特点在于发动机和P2电机都放在9HAT的一侧,这样发动机+电机扭矩都可以通过9HAT进行扭矩放大。我用这套系统举例,在10km/h低速蠕行,利用这个9HAT可以挂在1挡,此时总速比在20.6(主减速比3.9*1挡5.288),即扭矩理论上能放大20.6倍,再加上并联系统的扭矩加成,实际低速蠕行的轮上扭矩=发动机扭矩*20.6+电机扭矩*20.6,远高于行业同级别同价位的车型,从下图的数据对比也能看出,1挡低速下驱动力能达到18500N。对于越野来说,低扭就是王道!

PS:实际驱动力还会受到结构件强度、车辆重量,轮胎摩擦力等因素制约,不能简单乘以减速比,此处为示意。

第二点,串并联电驱在越野等极端工况上并不可靠,尤其在面对极限场景需要持续动力输出时,电机持续峰值功率仅可维持10s-30s左右,之后电机会由于温度过高,导致高温限扭。这并不是哪一家电机的问题,而是行业现状,大家看到的电机功率都是峰值功率,属于短时过载能力功率,而额定功率是指持续工作性能不下降的功率,一般为峰值功率的一半。

对于家用车来说,这样设定没有问题,因为没有什么工况能让电机持续处于峰值功率上(0-100km/h加速也就10s内),高速巡航电机功率也就30-35kW,够用了。但对于越野来说,尤其是低速翻山越岭,车辆散热性能不足,再加上长时间处于大负荷工况,电机就吃不消了。此外在戈壁、沙石、丛林等工况,很容易出现电机空转与阻转,造成动力衰减,电机出现异常。

坦克Hi4-T结构就可以发挥发动机在恶劣工况的优势,凭借变速箱的液力变矩器可以进行扭矩放大和滤波,发动机和传动轴力矩传递在低速下可以更柔和,对动力系统起到了保护作用,再加上电机间歇式功率补偿和对需求功率的削峰填谷,既安全,性能又强,还更省油。

就拿10km/h蠕行来说,此时2挡速比是12.2(估计),265/55 R19轮胎直径是774.1mm,发动机稳态转速为1685rpm(下图黄色),很轻易跑到发动机最高效区间,扭矩需求低就可以给电池充电,扭矩需求高就用电机补偿,即使大负荷爬坡,也可以再降到1挡,对应发动机2830rpm,充分释放出性能。可以说Hi4-T专为越野而生,不会出现亏电的情况。

第三点是越野场景的续航损耗极大,尤其喜欢玩冲沙的小伙伴一定深有体会,频繁极限功率和扭矩变化导致续航只有城市路况的15%-20%,电池频繁在最大功率点充放电,也容易缩短电池寿命。所以真正纯粹越野的车,依然需要有内燃机帮助,Hi4-T结构在常规越野中,依靠发动机进行稳定输出,在起步、加速、脱困、攀爬等关键时刻让电机持续补偿。一方面实现削峰填谷的作用,保证发动机始终处于最高效的运转区间;一方面充分发挥系统综合性能和功率;一方面提高安全可靠性,让电池、电机的极限工况运行概率更低。还有一点值得注意,坦克500 Hi4-T电机的介入并不是瞬间的爆发,而是提供可持续稳定输出,这种设定就是为了应对爬坡和脱困时能够避免出现动力突然衰减50%的危险情况。

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