為什么說(shuō)世界上只有兩種混合動(dòng)力系統(tǒng)?
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1997年,世界上第一輛量產(chǎn)hybrid車(chē)型——普銳斯誕生,到2016年5月,全球銷(xiāo)量便達(dá)到了900萬(wàn)臺(tái)。我曾經(jīng)說(shuō)過(guò),這個(gè)世界只有兩種混合動(dòng)力系統(tǒng)——豐田的混動(dòng)和其他混動(dòng)。
我沒(méi)打算用感性的詞匯來(lái)說(shuō)雷凌雙擎,拿到車(chē)以后我說(shuō)我還是寫(xiě)一篇技術(shù)流的文章吧。
先說(shuō)EV,電動(dòng)汽車(chē),最近幾年它比較火。EV和智能汽車(chē)?yán)壴谝黄穑坪蹙痛粤宋磥?lái)。我們身邊越來(lái)越多EV的出現(xiàn),但眼下它和我們最真實(shí)的需求,還隔著一層紙的距離。但HEV(非插電式混合動(dòng)力)不是,它已然是我們可以選擇的解決方式。
只有HEV才能符合人類(lèi)“懶”的本性
全上海的插電式混合動(dòng)力汽車(chē),幾乎統(tǒng)統(tǒng)都不充電!
按道理來(lái)說(shuō),PHEV(插電式混合動(dòng)力汽車(chē))是一個(gè)最完美的結(jié)合體,僅憑電池就能完成日常的上下班,還有一套混合動(dòng)力系統(tǒng)提供更遠(yuǎn)的續(xù)航里程或更強(qiáng)勁的動(dòng)力輸出,但現(xiàn)實(shí)然并卵——一切以改變使用習(xí)慣為原則的新科技,都無(wú)法替代現(xiàn)有車(chē)型。
五分鐘就能完成加油,誰(shuí)愿意帶著一捆充電線呢?此時(shí)我們不得不回望HEV,這似乎才是眼下最合理的使用方式了。
無(wú)需外部充電,無(wú)需依賴基礎(chǔ)設(shè)施,電動(dòng)系統(tǒng)續(xù)航更長(zhǎng)的HEV顯然是現(xiàn)今新能源汽車(chē)最高效、現(xiàn)實(shí)的方向。廣州、天津、杭州等越來(lái)越多的城市都為不插電混合動(dòng)力“開(kāi)綠燈”,在我們廣州買(mǎi)一臺(tái)豐田雷凌雙擎就不再需要搖號(hào),還能獲得廣州市政府的萬(wàn)元補(bǔ)貼,看似有點(diǎn)保護(hù)本地企業(yè),但卻代表了廣州的態(tài)度。
為什么豐田HEV有更好的動(dòng)力表現(xiàn)?
還要再啰嗦一道豐田的HEV原理嗎?那我還是啰嗦幾句,豐田這套被稱為T(mén)HS(Toyota Hybrid System)的系統(tǒng)主要是由兩個(gè)電機(jī),一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)以及一套動(dòng)力分配裝置組成,由PCU(功率控制單元)控制整套系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái),發(fā)動(dòng)機(jī)和電池電機(jī)各有所長(zhǎng),我們想辦法把發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能固定在最低燃耗的轉(zhuǎn)速,在額外需要?jiǎng)恿Φ臅r(shí)候善用電池電機(jī)的高扭矩輸出特性,二者有效結(jié)合。同時(shí)借助一塊電池,就像是電腦的“內(nèi)存”,把來(lái)不及處理的動(dòng)力保存在其中。
如果你還要看得更仔細(xì),可以翻看下面這些文字:
動(dòng)力分配裝置的神奇之處在于,可以同時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分配給傳動(dòng)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)。這一裝置通過(guò)行星齒輪無(wú)縫且有效地進(jìn)行動(dòng)力分配,齒圈連接著電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輪胎,太陽(yáng)輪連接著發(fā)電機(jī),利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行發(fā)電,發(fā)動(dòng)機(jī)連接于行星齒輪架,驅(qū)動(dòng)齒圈和太陽(yáng)輪旋轉(zhuǎn)。
每一個(gè)不同車(chē)速,ECU計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)需要一個(gè)怎樣的轉(zhuǎn)速,然后再計(jì)算出1號(hào)電機(jī)應(yīng)旋轉(zhuǎn)多快,通過(guò)改變1號(hào)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使發(fā)動(dòng)機(jī)加速或減速,從而實(shí)現(xiàn)像無(wú)級(jí)變速箱那樣平滑的變速。也因?yàn)樽兯俚倪^(guò)程都沒(méi)有切斷動(dòng)力的輸出,因此不會(huì)有動(dòng)力白白流失,而且整個(gè)變速的過(guò)程都表現(xiàn)的絲絲順滑,德芙巧克力一般。
而2號(hào)電機(jī)與內(nèi)齒齒圈相聯(lián)的,一起通過(guò)減速齒輪和差速器來(lái)給車(chē)輪補(bǔ)充更多的扭矩(驅(qū)動(dòng)車(chē)輛)。得益于此,豐田的“HEV”車(chē)型要比同排量?jī)?nèi)燃機(jī)車(chē)型要有更好的動(dòng)力表現(xiàn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)為電池組充電的過(guò)程也是通過(guò)這套行星齒輪組協(xié)同兩個(gè)電機(jī)各自何時(shí)作為電動(dòng)機(jī),何時(shí)作為發(fā)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn);根本無(wú)需外接電源充電,媽媽再也不用擔(dān)心我出外找不到地方充電了。
單獨(dú)開(kāi)發(fā)一套發(fā)動(dòng)機(jī),比T更黑科技
如前所述,要讓發(fā)動(dòng)機(jī)兼顧800-8000rpm的轉(zhuǎn)速,工程師費(fèi)了多少腦細(xì)胞。簡(jiǎn)單點(diǎn)兒:如果讓發(fā)動(dòng)機(jī)維持在一個(gè)定轉(zhuǎn)速工況,我們就可以挑選出最省油的那個(gè)轉(zhuǎn)速點(diǎn)了。當(dāng)然這過(guò)于立項(xiàng),那就讓發(fā)動(dòng)機(jī)在一個(gè)盡可能穩(wěn)定的工況下工作吧,有了電機(jī)的幫助,我們大可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)變得更惰性一點(diǎn)——不夠力的那一部分讓電動(dòng)機(jī)來(lái)幫你。
人家豐田的HEV厲害就厲害在,有了巨大的銷(xiāo)量來(lái)支撐,豐田肯為HEV單獨(dú)開(kāi)發(fā)新的發(fā)動(dòng)機(jī),阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)和廢氣再循環(huán)技術(shù)(EGR)用來(lái)作為豐田HEV重要組成部分,這一點(diǎn)搞得別家很尷尬——不是每一家都舍得為混合動(dòng)力單獨(dú)開(kāi)發(fā)一套發(fā)動(dòng)機(jī)?。?/p>
對(duì)于提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率,渦輪增壓是歐洲人愛(ài)用的方法,提升空氣密度,但小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)也有個(gè)大家都知道的問(wèn)題,渦輪的遲滯,這是先天的結(jié)構(gòu)問(wèn)題,工程師只能減小,很難根除。
與小排量渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比,正如我們之前所說(shuō),混合動(dòng)力在低轉(zhuǎn)速區(qū)間可以由電機(jī)來(lái)支撐扭矩的輸出,所以混合動(dòng)力并不會(huì)被渦輪增壓的遲滯所困擾,從低轉(zhuǎn)到高轉(zhuǎn)的輸出特性,更像一臺(tái)排量更大的自吸機(jī)器。
電池就像電腦內(nèi)存,高效管理才是難題
和PHEV插電式混合動(dòng)力不同,電池在HEV這里承擔(dān)的角色是在發(fā)動(dòng)機(jī)和電池電機(jī)之間的儲(chǔ)能,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)剩的時(shí)候,動(dòng)力變成電能存下來(lái);當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要電池幫忙的時(shí)候,電池開(kāi)始放電。和電腦內(nèi)存一個(gè)意思,所以它需要4GB、8GB就夠了,而不需要像硬盤(pán)一樣要1TB。
豐田采用的是鎳氫電池組,雖然重量比鋰電池大,但勝在穩(wěn)定可靠性高(你理解閃存和硬盤(pán)的區(qū)別吧?跟著一個(gè)道理)。由于采用特殊充放電管理,“淺充淺放”,放電只放到40%就會(huì)充電,充電只充到80%,所以電池壽命非常長(zhǎng)。
2011年1月加拿大電視臺(tái)對(duì)溫哥華的出租車(chē)(溫哥華90%的出租車(chē)為豐田普銳斯)做了一次調(diào)查,調(diào)查結(jié)果顯示豐田普瑞斯出租車(chē)(很多總行駛里程都已超過(guò)了100萬(wàn)公里)平均在行駛70萬(wàn)公里左右才第一次更換電池。
此外豐田頭一次在海外版的HEV上帶來(lái)了新科技,以雷凌雙擎為例,新開(kāi)發(fā)的PCU(逆變器/轉(zhuǎn)換器)首次在日本以外的國(guó)家生產(chǎn)。由于新開(kāi)發(fā)的兩面冷卻方式、采用2 in 1 powercard以及單一電路板,從而實(shí)現(xiàn)了高輸出功率密度化和小型化。與普銳斯(2012年款)相比,輸出功率密度提高8%,元素?fù)p耗也得到了19.8%的改善,說(shuō)人話就是能夠傳輸更大電流,從而提高了油門(mén)響應(yīng),并降低了油耗。8年20萬(wàn)公里的電池保修期限也表現(xiàn)了豐田對(duì)自家技術(shù)的自信。
沒(méi)有對(duì)手能出豐田雙擎左右
豐田雙擎(HEV)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜是為了做出更好的成績(jī)單,這個(gè)世界上不缺混合動(dòng)力系統(tǒng),例如本田IMA、歐洲各品牌廣泛采用的舍弗勒串聯(lián)系統(tǒng)等,僅僅是在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)變速箱之間埋一個(gè)電機(jī)的做法肯定是不夠的。
具體數(shù)據(jù)請(qǐng)看圖:
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)帶來(lái)的就是市場(chǎng)占有率的領(lǐng)先。豐田日前剛剛公布,旗下混合動(dòng)力車(chē)的全球累計(jì)銷(xiāo)量已經(jīng)突破900萬(wàn)輛,這是其他任何一個(gè)品牌都可望而不可及的。而且值得關(guān)注的是,豐田混合動(dòng)力車(chē)型達(dá)成第一個(gè)累計(jì)銷(xiāo)量100萬(wàn)輛用了10年(1997-2007),而從2015年7月底達(dá)成800萬(wàn)輛到如今突破900萬(wàn)輛,僅用了9個(gè)月的時(shí)間,這兩年發(fā)展的增速可謂驚人。
“零價(jià)差”雙擎,代表豐田某種決心
你肯為HEV雙擎加價(jià)幾萬(wàn)?
10年前豐田混合動(dòng)力車(chē)第一次導(dǎo)入中國(guó)市場(chǎng)的時(shí)候,與同級(jí)車(chē)的價(jià)差足足達(dá)到了11萬(wàn)元。
如果把一臺(tái)雷凌雙擎買(mǎi)成了寶馬的價(jià)格我肯定不會(huì)要的,我算筆賬,按照十萬(wàn)公里使用壽命來(lái)算,每公里節(jié)省2毛錢(qián)油費(fèi),那么兩萬(wàn)塊就是最合理的差價(jià)了。
而雷凌雙擎官方的說(shuō)法是“零差價(jià)”,13.98-15.98萬(wàn)元的價(jià)格區(qū)間是很超值的價(jià)格,直接殺進(jìn)了眾多小排量渦輪增壓車(chē)型的價(jià)格區(qū)間。怎么選擇,是一種駕駛?cè)∠虻牟町?,渦輪輸出的動(dòng)靜與性格更加鮮明,雙擎的發(fā)力則更線性,更順暢,油耗也更經(jīng)濟(jì)。
而我的試車(chē)感受來(lái)看,它比普通汽油車(chē)有至少四點(diǎn)優(yōu)勢(shì):
1、真的省油,無(wú)論是從工信部數(shù)據(jù)看還是從實(shí)際的駕駛體驗(yàn),都有著明顯的優(yōu)勢(shì);
2、前臉更好看了;
3、動(dòng)力更蠻橫了,在電池量足夠的時(shí)候它的動(dòng)力相當(dāng)蠻橫,尤其是中速超車(chē)能干翻一臺(tái)小跑車(chē),只是不夠持久,也難怪,人家本來(lái)就不是跑車(chē);
4、開(kāi)上去的質(zhì)感更細(xì)膩了,有點(diǎn)高檔車(chē)的味道了,動(dòng)力系統(tǒng)更線性,底盤(pán)大概也重新調(diào)了,質(zhì)感有加分。
唯一的槽點(diǎn):都這么高科技的一臺(tái)車(chē)了,居然還留了一根機(jī)械式手剎,怎么看怎么不順眼,配個(gè)電子手剎才幾個(gè)錢(qián),實(shí)在不行藏在左腳底下也行啊……
(審核編輯: 滄海一土)
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