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HEV市场百家争鸣 标杆产品还得看丰田

  • 原创
  • 作者: 宋鑫燚
  • 2021-11-15 00:19
  • 34.52万

易车原创 近日吉利发布了雷神混动,长城首款搭载DHT混动技术的玛奇朵也在前不久的天津车展正式上市。不仅自主品牌在混动领域发力,进口、合资品牌也引入了大量混动、插混、48V轻混车型。在双积分及碳中和大趋势下,混动已成为了当下最具实用性的新能源汽车解决方案之一。而坊间流传着一句话:“混动有两种,一种是丰田,一种是其他品牌”,提到混动我们就不得不来说说该领域的标杆技术产品——丰田双擎。

早在上个世纪90年代,丰田就开始围绕环境、资源展开探讨,要打造面向21世纪的汽车。在尝试了纯电动车、氢燃料等技术后,认为混动技术是最现实可行的技术路线,不改变人们的用车习惯、不依赖外部环境,同时可以实现节能环保的目标。

1997-2003 第一代普锐斯

在混动领域取得的成就并非一蹴而就,而是源于24年的技术积累。早在1997年,推出了世界上首款量产HEV混合动力车型普锐斯,至今为止的混合动力技术已经经历了4代技术迭代,在电机、PCU动力控制单元以及电池组方面都实现了长足进步。

时至今日,丰田在国内市场售卖的HEV混合动力车型已经达到了20款,而在全球市场范围内,在售的混动车型高达45款,涵盖了各尺寸各类型的车款,甚至是商用汽车。均取得了用户的认可和优秀的口碑。

发动机在低速行驶工况能耗大、效率低,而电动机则反之,市面上不管哪种原理的混合动力技术,设计目标都是希望有效利用电动机和发动机各自的高效率转速区间,从而达到节能环保、经济节油的目的。为实现这一目标,不同厂商采取了不同思路,则是使用了E-CVT变速箱,使发动机与电动机实现了混联。

E-CVT变速箱虽然名字中有“CVT”字样,但它和传统CVT变速箱结构上完全不同,其核心部件是一组行星齿轮。外齿圈连接2号电机和输出轴,太阳齿轮连接1号电机,行星齿轮架则连接发动机。通过三者的转速变化便能实现无极改变内燃机与输出轴之间的传动比,1号电机还可在发动机的驱动下实现发电作用,并且这套结构还巧妙地省去了液力变矩器以及起动机,实现了更高的传动效率,并具备更紧凑的体积。

通过巧妙的E-CVT变速箱,双擎系统可以实现低速状态下的纯电驱动,热效率极高的阿特金森循环自然吸气发动机在驱动车轮行驶过程中,可利用过剩的机械能发电,并且在急加速工况下实现内燃机和电动机动力同时输出,减速时还可进行动能回收。因此双擎系统可相较传统内燃机提升20%燃油经济性,并且加速性能更强劲,同时具备媲美CVT无级变速箱的平顺性,可谓一举多得。

在SUV车型上,双擎系统进一步扩展出E-FOUR电子四驱技术。利用原有的电气架构,通过第三台后置电机驱动后轮。E-FOUR电子四驱相较于传统的多片离合器式四驱系统,节省了多个传动结构,提升了传动效率,更少占用车内空间,同时前后轴间的动力分配比例调整范围更大,响应时间也更短。

最新的TNGA架构赋能第四代HEV系统,除了动力强、油耗低外,还达到了更好的隔音降噪减振水准,提供更高品质的驾乘感受。较高的燃油经济性同时带来了更优秀的续航能力。

上文分析了双擎系统的多种优点,但从消费者角度出发考虑,成熟稳定、安全耐用对于一台车来说,甚至比燃油经济性更为重要。

混动系统多年坚持使用镍氢电池,其安全性好,受低温环境影响小。控制系统使用了“潜充电、多循环”的策略,可大幅提升电池使用寿命,避免了后期更换动力电池组的高昂费用。

还将动力电池组布置在后排座椅下方,也可在碰撞过程中最大程度保护电池组不受到碰撞挤压。电池组在内部短路、外力挤压、火烧、过充过热的破坏性实验中也均取得了安全合格的表现。资料显示,至今年5月为止,HEV车辆在全球累计销量超过1800万辆,无一例车辆事故导致触电、漏电、电池燃烧、爆炸的案例。

车辆后期使用成本方面,我们查询了卡罗拉1.2T燃油版以及双擎版本的保养手册,车辆后期保养项目及价格两车完全一致。双擎版确确实实节省了燃油成本,并且没有增加后期养护成本。双擎版因为具备动能回收系统,其刹车片、刹车盘的损耗速度要低于燃油车,考虑到刹车耗材寿命更长,双擎版的养护费用甚至低于传统燃油版车型。

电动化车型已累计在全球90多个国家和地区销售超过1800万辆,除了对于碳中和做出了巨大贡献外,也经历了全球多种使用环境,不同地形、海拔、油品的考验,获得了用户的青睐和认可。关于混合动力车的耐久性,日本记者横田纪一郎曾用12年时间,驾驶原厂丰田普锐斯横跨五大洲,没有遇到任何大的故障和问题。2007年,在穿越丝绸之路中,经过西亚、中亚和我国的西北地区,面对高海拔和恶劣油品时,普锐斯的表现依旧可靠。技术更先进的混动汽车,依然保持了和汽油车相同的良好可靠性和稳定性。

混动系统除了需要有良好的技术参数,可观的节能效果,优良的驾乘感受外,还需要在产品的全生命周期内都保持低使用成本、高可靠性,这需要大量样本与时间检验。毫无疑问,双擎混合动力系统经受住了全球众多用户长达24年的检验。

在燃油车逐渐向节能新能源车过渡、在纯电动车短期还无法大规模普及应用、在消费者出行需求多样化的今天,可以说的HEV双擎系统是目前最为成熟可靠、最经济实用的主流之选。

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