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豐田汽車「ECVT·專利到期」但沒有車企會去逆向它內容概述:豐田ECVT結構特點與執行原理,自主品牌三型別PHEV平臺。
「ECVT·雙電機變速器」被吹噓的神乎其神,似乎這套平臺依靠“太陽輪”的特殊結構就能給汽車領域帶來普照的光芒。不能否認日系汽車粉絲(水軍)的想象力是非常豐富的,但也確實不能否認這套系統能實現節油,但對使用者的駕駛習慣要求非常嚴格哦。
知識點1:ECVT並不是傳統的錐輪鋼帶型無級變速器,其結構是齒輪組與電機的組合,耐用性確實不用擔心了。
這裡所謂的雙電機指的是「發電電機+驅動電機」,其中的發電電機本身不參與驅動;只有在加速狀態或其他高電耗狀態時,才能依靠內燃機串聯發電電機輸出功率。然而這臺內燃機只有一個前進擋,所以NVH與耗油量實際是控制不到高水平的。
2:ECVT是一臺整合電機的【橫置前驅變速箱】,雖然結構與CVT不同但佈局沒有本質的區別。結果是小小的箱體內整合兩臺電機,驅動電機的功率就會被嚴格的限制。
參考雙擎E+COROLLALEVIN凱等車,ECVT的電機總功率只有53kw,去掉髮電電機功率後還能剩下多少呢?電機的特點是恆扭矩發力,指起步瞬間即可爆發最大扭矩;而同時也有恆功率的缺點,那就是高功率高轉速執行時扭矩會明顯下降,所以ECVT在純電模式中沒有駕駛體驗可談。
3:驅動電機同樣只有一組減速齒輪(前進擋概念),對於高功率電機而言是可以這樣匹配的。比如自主品牌同類型車裝備的電動機可以達到1.5萬轉,在足夠寬的轉速區間內可以透過電機輸出功率的調整,實現對車速的線性升降控制。
不過低功率的小電機需要更多的前進擋,否則輕易就會達到「恆功率區間」,此時電耗是難以控制的。
4:ECVT平臺實現【四驅】的方式會比較特殊,因為這種機器不能透過取力器和傳動軸往後橋輸出動力。
想要實現四驅就得在後橋增加驅動電機與減速器,這種模式其實是非常理想的;因為燃油車用“分動箱+差速器+差速鎖”打造出最高階的全時四驅,原因只是因為車輛只有一臺發動機,而直接為後橋增加一臺發動機(電機)即可實現相同的結果,而且結構的精簡能降低故障率,同時脫困能力理論上也會很好,但是豐田ECVT還是無法實現理想的越野能力。
5:ECVT變速箱的雙電機功率很差,高效能的混動汽車單驅動電機即可達到110/120/180kw的不同標準。那麼在效能不夠強的前提下,這種車輛又會使用米勒迴圈或阿特金森發動機;這兩種機器都扭矩與功率都很低,起步加速時必須有電機輔助才能正常駕駛。
綜上所述,ECVT系統說白了就是「節油系統」,但是實現低油耗的前提一定是不能激烈駕駛,或者說要忍受這套系統糟糕的動力體驗。因為小功率電機高轉速執行電耗會很高,只有一個前進擋的內燃機高功率輸出只能依靠高轉速,這就是ECVT的硬傷。
PHEV·自主選項1:上汽EDU系統已經超越ECVT!【EDU】是模仿比亞迪DM綠混系統的機型(參考2008款F3DM),這套系統與ECVT沒有本質區別,都是內燃機串聯發電電機、驅動電機整合佈局的變速箱。
不過EDU經過了很多代的升級後,其內燃機已經有5個物理前進擋(二代機模擬10擋),電機似乎也有兩個前進擋。所以即使同樣用小功率的驅動電機,EDU的電耗與效能表現都會理想一些;而且奧托迴圈的渦輪增壓發動機即使是1.5T也比兩田2.0/2.5NA機型的動力體驗更好。
2:比亞迪DM3.0系統碾壓EDU/ECVT系列!因其平臺已經有顛覆性升級,內燃機集成了BSG發電啟動一體機,這等於把ECVT的發電電機擇出來與內燃機整合;其次驅動電機獨立佈局於P3前橋實現最低等級的雙擎前驅,然而效能與能耗仍然超越雙擎E+。剩下的P4後橋雙擎後驅加全時四驅,以及P3+P4的三擎全時四驅有強大太多的動力儲備,而且傳統結構的混動專用變速箱也能讓內燃機充分發揮效能。
簡而言之為DM3.0汽車按照雙擎E+的風格駕駛油耗會更低,以效能模式駕駛雙擎E+追不上,雙擎E+以DM3.0車輛正常風格駕駛油耗會更高——扭矩足夠大才能以低轉速實現高功率,所以動力儲備充足的DM3.0系統才能真正實現低油耗和高效能並存,而不是兩種狀態的切換。實測該平臺打造的整備質量2噸的緊湊級SUV,強制虧電模式的等效油耗低至5.81L/100km。這就是豐田會選擇比亞迪作為合作伙伴的原因,技術差距是很大的。
3:吉利PM2.5結構「整合電機·七檔溼式雙離合」也有一定發展潛力!因其電動機整合在DCT的內部,並透過偶數擋傳動軸輸出動力。重點是機器中就這麼一臺驅動電機,也就是說想要升級的話則可以為內燃機整合BSG,只是吉利目前為控制成本並沒有這麼做。而如果升級則能夠實現DM3.0雙擎前驅的標準,當然這需要升級電機功率。
重點為DCT混動雙離合同樣能夠加入P4電機實現高階四驅,而且會比EDU/DCVT都能以更高水平讓內燃機發揮效能並控制能耗。所以這套系統升級為【engine+bsg+P4】即可橫掃合資品牌的競品,在自主品牌中也能與比亞迪混動汽車一較高低了——技術層面的差距會縮小,配合吉利汽車強大的營銷能力、不錯的設計水平以及精準的產品定位,還有兩田什麼事嗎?
ECVT系統不適合≥輕奢級的汽車,因為15/20/30萬區間的汽車是需要拒保高效能的,使用者的需求會隨著購車預算的升級而同步升級。所以該系統只適合打造5/10萬充其量接近15萬的快銷車,然而比亞迪DMi平臺也開始規劃這一區間的汽車,所以ECVT沒有機會了。
關於四大類主流混動平臺就聊這麼多,不帶有對自主品牌的偏見以及盲目崇拜東西洋品牌的話,沒有理由否認這些客觀事實。
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豐田的混動技術專利可以說是遏制住了目前效率最高、結構最簡單、穩定的混動技術通道。各個廠商如果還想利用這套混動技術那基本是不可能的,但是天下一大抄,稍許改動還是可以繞開的。
舉個非常簡單的例子,豐田的混合動力主要是透過單次排列的行星齒輪組進行傳遞,行星齒輪組混合方式的方式相比於其他的混動零部件少效率高,甚至是本田的電控混動方式。在平順性上也是不及豐田。
那麼如果我們仍然想使用行星齒輪組進行傳遞混動的話,我們是不是可以採用多排行星齒輪,並且輔以更優秀的電控就能達到相似的效果,但必須付出更多的成本這是必然。
而且在混合動力領域,結構大家其實可以做的大差不差,主要還是在電控以及電池管理系統部分。這部分豐田是沒有太大的專利把控權的,主要還是要看企業與企業之間的自主研發和合作。