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  • 1 # 蚌埠喜洋洋

    說起純混動技術的翹楚,很多人腦海裡第一個概念就是“本田和豐田“。以至於業內有個不成文的說法,由於“兩田”壟斷了太多的混動技術專利,導致其他車廠,只能走插電混或者純電車的道路。甚至於中國產品牌“彎道超車”發展戰略,也被視為繞開純混動的無奈之舉。很長時間以來,筆者也對這種說法深信不疑。不過,近日筆者走進了長安汽車工程研究總院,近距離和長安工程師們詳細瞭解了“長安第二代智慧混動系統”之後,這種觀點已被完全顛覆。其實,中國產品牌不僅能做插電混(PHEV),也能做成熟且先進的純油混(HEV)。而且各項技術指標,並不比“兩田”差。具體情況如何,且看我們的詳細報道。

    看到了“第二代長安混動系統”的樣機

    趁著長安汽車“技術開放日”的機會,筆者走進長安汽車工程研究總院的技術展示大廳。在展廳的一角,看到了這臺“長安第二代智慧混動系統”的樣機。簡單說,它由一臺發動機、一套電機、一套變速器和相關零件組合而成。其三大硬核技術分別為,40%熱效率混動專用發動機、緊湊型機電耦合系統(提高機電一體化傳動效率)、智慧協同控制技術(負責對油和電兩種能量的管理)。

    如上圖,右邊深色部分、看起來高一些的,是發動機,左邊淺色部分、矮一些的,是機電整合變速器(其內部集成了電機和變速器)。這套混動系統,可以由汽油發動機輸出動力,也可以由電機單獨輸出動力,也可以混合驅動,也可以從油轉化為電輸出動力,幾種動力形式,透過變速器,輸出到車輛傳動軸上。

    混動專用發動機,熱效率高達40%

    首先來看深色部分的發動機(下圖左側)。它屬於長安第三代發動機的NE1系列,是一臺渦輪增加機,採用了米勒迴圈。其熱效率達到了40%。相比而言,目前市面上的渦輪增壓機熱效率普遍不到38%。

    這臺混動專用發動機,集成了米勒迴圈、高壓縮比(壓縮比達到13:1)、冷卻EGR技術(廢氣再迴圈冷卻)、缸蓋整合排氣歧管(整合排氣歧管的技術這兩年非常流行,將排氣歧管整合到缸蓋上,可縮短廢氣管路,讓廢氣盡快到達渦輪增壓器,縮短渦輪延遲,同時降低排氣溫度有利於環保,也簡化了發動機結構)。此外,它還採用了缸內燃油直噴技術GDI。

    混動專用發動機之所以比普通燃油機效率高,是其先天優勢。透過整合電機,把發動機的執行保持到最高效率區間。傳統發動機要兼顧低負荷(如城市路段)和高負荷(如高速路段)等多種工況,不能始終保持高效率運轉。這臺混動專用發動機,低負荷用電機,高負荷時用燃油。讓PCU(動力控制系統)自行調節,對能量進行分配,每種工況用最合適的動力模式。透過動力分配的最佳化,使得這臺發動機自身的熱效率達到了40%,達到國際領先水準。

    國內首款整合式P2混合動力系統

    再看淺色部分(如下圖),淺色的箱體內,集成了變速器和電機。電機位於發動機和變速器之間。這就是業內所稱的P2結構。

    所謂電機P2結構,即在原有動力總成基礎上,在發動機與變速器之間加入一套電動機,來實現混動、電動、燃油三種動力模式自如切換。

    下面兩張圖對照著看,可以大致看清三者的位置和結構。中間綠色圓形模組部分,即為在發動機和變速箱之間,插入的一套電機。

    P2結構的好處,首先是軸向尺寸很短。長安的這套系統,將電機整合到變速器之後,這套機電整合變速器的軸向長度只有415mm,從逸動到CS95等大型SUV,都可以裝配,適用車型非常廣。而且將P2電機與DCT變速器高度整合後,其最大承載扭矩達到了400Nm。

    其次,P2結構,電機夾在發動機和變速器之間,電機也可以用變速器的擋位。電機本身不需要太高的輸出扭矩,體積可以做的較小。

    再者,就是兩套動力源的“整合”做的更好,機電耦合系統最高機械傳動效率≥95%,結果就是節油效率高,動力輸出也不錯。據長安的工程師介紹,這套混動系統整車(兩驅)最快百公里加速為7秒,可支援插電混(PHEV),也可以支援純油混(HEV)。其PHEV綜合油耗可以做到1.4L/百公里,而更具說服力的HEV混動油耗,最低可以做到4.3L/百公里!

    和本田的銳混動相比,Accord的2.0L阿特金森迴圈發動機,熱效率達到40.6%,百公里油耗最低在4L。這兩項核心資料上,長安的這套混動系統,分別達到了40%和4.3L/百公里。跟本田相比,並不落下風!為什麼筆者在文章開頭說,看到了長安的第二代混動系統,顛覆了我過去的觀點。這就是原因!

    這套P2電機結構,長安是首個對外公佈的中國產品牌。國際上,如奧迪、寶馬等品牌都開始採用。總的來說,P2結構仍是目前機電一體化最先進合理的構型方式。

    純油混、插電混、48V、純電幾種路線同步走

    目前在售的CS75PHEV車型,是長安的第一代混動系統。而本文介紹的這套第二代混動系統,將於2020年開始搭載到量產車上。

    據長安的工程師透露,按照長安香格里拉計劃,到2025年之前,長安停止所有純燃油車的生產。全部改為機電一體化或純電動車型。“除了48V之外,也會推出HEV車型、PHEV車型、純電車型、幾種路線同步走”。這也就意味著,HEV純油混這個目前市場上被“兩田”壟斷以至於被神話的技術,長安要率先突破了。畢竟,從使用便利和續航的角度來看,HEV仍是目前最成熟便利的解決方案。

    “在做HEV之前,我們也考慮過該走哪條技術路線。純油混這塊兒,確實被日系透過專利設立了很高的技術壁壘”。長安的工程師介紹說,“但後來我們做過研究,不一定日系的是最好。現在我們的P2這塊兒,做過分析,結果是我們的效率跟日系其實差不多”。

    ▲為我們做講解的年輕的長安美女工程師

    在筆者看來,隨著國內新能源補貼的退坡乃至取消,純電車也將迎來一個發展的分水嶺。未來是哪種技術路線佔主導,目前仍未有定論。但不管怎樣,長安能開發自己的HEV車型,對於打破日系壟斷,豐富中國產品牌的新能源選擇,無疑是個大好事!

    最後我們來說說電池

    在長安的工程研究總院內,我們這次也看到了長安最新的動力電池總成。

    其實,電池部分,受制於國家政策,中國產品牌只能採購國內電池廠商的產品(這也是寧德時代等企業能快速發展的原因)。而考驗各家車企在電池領域技術實力的部分,就是對電池的管理,包括能量輸出的使用效率、熱量的管理等。

    長安的動力電池總成(含EV和PHEV),據介紹有三大亮點:

    首先是最重要的電池熱管理系統,電池發熱一直是純電車最核心的安全隱患,而在寒冷條件下電池衰減也非常嚴重。長安的這套智慧熱管理系統,能在高溫時自動進行冷卻,低溫時自動進行加熱,讓電池始終在一個舒適的範圍內工作。據工程師介紹,可以讓電池在-30℃~55℃超寬溫度範圍正常使用,與整車空調系統一起自動識別電池當前溫度並進行控制。

    如上圖,藍色亮燈部分為冷卻系統模擬效果。圖中所示,就是電池包鋪在底盤上的樣子,相當於將車的底盤朝上。

    其次是SOC精度,誤差小於5%,相比行業標準提高了3%,SOC精度是電池管理系統的關鍵技術之一。所謂SOC概括講,SOC=電池剩餘容量/電池額定容量。SOC精度提高,對使用者來說,可以更準確的對剩餘能量和行駛距離進行評估。對整車來說,在行駛中,需要將SOC值始終控制在合理的區域內,從而實現節能減排、提升效能、提升效率、延長電池壽命(保持長期淺充淺放)的作用。在SOC演算法的精確控制下,電池不會過充過放,也讓長安汽車的電池比別家電池能放出更多電量。

    ▲相比而言,PHEV的電池包體積就要小很多

    再者,對於使用者擔心的電池衰減、發熱、汙染問題,長安實行的全週期的安全評價體系,從研發到生產、售後,回收,覆蓋整個生命週期,讓使用者可以安全使用。

    從工程師的介紹中,筆者瞭解到,長安採用的這套三元鋰電子電池總成,EV電池包的重量為372kg,總電量達到53kWh,能量密度達到了150Wh/kg,PHEV電池包重量為135kg,總電量達到了12.9kWh,能量密度為95Wh/kg,均為國內領先的水準。

    整個電池包,裡面的電池為採購,整個電池包的設計和開發,長安有自己完全的智慧財產權。

    說說觀點

    透過對長安第二代混動系統的瞭解,更新了筆者的一個觀點:新能源領域,以長安為代表的中國產品牌,不僅在純電領域強,而且在混動領域(包括插電混、油電混),都有了積累和突破。而在電池領域,各家車企雖然採購的電池未來會趨向同質化,但對電池的管理技術,則是彰顯各家車企研發實力的主要途徑。在新能源補貼退潮的形式下,未來新能源車必定是多種路線齊頭並進、呈現百花齊放的格局。讓我們期待,以長安為代表的中國產品牌,能夠始終立於潮頭,來一場名正言順的“彎道超車”!

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