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国产最强混动其实是吉利?

来源:娃儿 浏览:20 2022-01-15 13:28:19
“世界上只有两种混动,一种叫丰田一种叫其它!”这句话随着2013年本田i-MMD的推出被打破,在日本油耗测试标准下,混动雅阁取得了3.3L/100km的油耗成绩,相比 凯美瑞的3.93L/100km明显更低。不过随着上汽集团在2014年推出的2挡EDU混动,“全球最强混动”的头衔直接被中国品牌夺去,因为这套系统无论是设计理念,还是油耗,都超过了当时的顶级混动标杆车型--丰田普锐斯......
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“世界上只有两种混动,一种叫丰田一种叫其它!”这句话随着2013年本田i-MMD的推出被打破,在日本油耗测试标准下,混动雅阁取得了3.3L/100km的油耗成绩,相比 凯美瑞的3.93L/100km明显更低。不过随着上汽集团在2014年推出的2挡EDU混动,“全球最强混动”的头衔直接被中国品牌夺去,因为这套系统无论是设计理念,还是油耗,都超过了当时的顶级混动标杆车型--丰田普锐斯......

 

搭载EDU变速箱的荣威 e550

可就当上汽集团对EDU混动的未来充满憧憬时,意想不到的事情发生了,由于这套混动系统的设计过于前卫,可上汽集团的制造工艺却跟不上,所以当这套混动系统正式量产上市后,便爆出了质量问题......同时,由于这套混动成本过于高昂,根本无法通过消费市场平衡研发、生产开销,所以最终这个混动技术的天花板--2挡EDU混动便逐渐退出了市场......

 


吉利雷神动力

振奋人心的是,在混动领域一直显得没什么存在感的吉利,竟然于2021年底发布了一款与上汽EDU这个实力顶级、但最终没能开花结果的技术,在思路上类似的混动系统,一款基于3挡DHT Pro变速器的“雷神动力”混动系统。并且随着这款混动系统的量产,国产混动正式进入了与日系全面抗衡的时代!下面,为了方便大家理解这款“国产天花板级”的混动系统,同时保证一些对混动种类以及工作原理了解不多的朋友能跟上节奏,所以下面我们先来介绍一下丰田、本田的E-CVT变速箱是如何降低油耗的,以及1个挡位的E-CVT变速箱与3个挡位的DHT Pro变速箱有哪些差别!

(ps:本文篇幅稍长,大概需要20分钟的阅读时间,但如果你能跟着我的思路逐句阅读,我可以保证大家都能看得懂,并且看完后会对混动系统有一个全面的认知!期待那些想提升自己知识储备的同学在看完后,能在评论区留下你的感受哦~)

 


 

 


本田CR-V混动 E-CVT变速箱

丰田、本田混动车型的变速箱都叫做“E-CVT”,这便导致很多人误以为它们的混动车型配备了变速箱。但实际上,丰田、本田的混动系统并没有传统的变速箱,并且E-CVT也没有挡位,同时也不能升、降挡。那么问题就来了,丰田、本田这种1个固定挡位的E-CVT又是如何做到远低于那些带有6-8个前进挡的纯燃油车都无法实现的超低油耗呢?这时就不得不提混动系统的结构优势了。

 


串联模式

目前市面上的混动大致可以分为串联、并联以及串并联这三种。其中串联式混动就是咱们所说的“增程式”,如上图所示,串联混动结构由一个发动机、一个发电机、一个驱动电机,外加一块电池组成。工作时,发电机通过发动机的运转来发电,驱动电机再通过发动机发的电来实现纯电行驶。那么问题就来了,为什么这种将机械能转化为电能再驱动车辆的方案能省油呢?毕竟能量的转化都会伴随着折损率的呀!要想搞清楚这个问题,咱们只需简单了解一下发动机的特性就明白了!

 

 

 

上:注射器 / 下:发动机吸气阻力

大家应该都能理解,一台发动机要想省油就得效率高,而要想效率高就得做到阻力小。事实上,发动机就像是一个注射器,活塞向下运动的吸气阶段,就如同我们向外拉动注射器的推杆一样。而车辆在怠速、低速行驶阶段,由于驾驶员只需踩下一点点的油门踏板就能达到提速需求,所以此时发动机的节气门就会处于与小开度油门相对应的小节气门开度。

这就像我们用手指堵住注射器的注射口,在只留有一个微小缝隙的状态下,向外拉动推杆一样,阻力是非常大的。所以此时,发动机点燃汽油做的功就会有很大一部分浪费在吸气阻力上,最终造成堵车时的油耗飙升。由此可见,如果我们要想让发动机省油,就需要让决定节气门开度的发动机输出功率恒定在最高效率的工作区间才行!

 

 
 
 
 
 
 
 

日产e-POWER 串联式混动系统

然而对于现在的拥堵路况来说,发动机根本不可能恒定在最高效的工作区间。于是工程师便设计出了串联形式的混动系统,这样一来发动机无论堵车与否,就都可以始终保持较大的节气门开度来驱动发电机,然后将驱动车轮的工作全权交给驱动电机来负责。在这种运转逻辑下, 发动机就不会再受到行驶速度以及路况的束缚了。以上便是专注于让发动机发电的串联混动模式,能够在拥堵路况中做出超低油耗的原因所在。

 

轩逸e-POWER

目前串联混动比较有代表性的车型有理想ONE和日产轩逸的e-POWER。其中理想ONE由于配备了大容量电池,并且还能外接充电,所以发动机在电量充足的前提下是不会启动发电的。而日产轩逸e-POWER由于电池容量很小,所以发动机会在低速行驶时经常启动发电,到了中高速后,发动机则会一直进行发电。不过由于发动机在串联混动的全部工作时间内都处于最高效的区间,因此轩逸e-POWER的NEDC百公里油耗便做出了惊人的3.9L,相比纯燃油版轩逸4.9L/100km的NEDC油耗整整低了25%!

 


 

但这并不意味着串联式混动就是完美的,因为它天生有着以下这两个无法解决的问题。第一个问题就是成本,由于串联式混动的发电过程和驱动过程是同时进行的,因此它需要同时拥有一个发电机和一个驱动电机,这就会导致它的成本要比仅使用一个电机,每次这台电机只在发电、驱动工况二选一的并联式混动更高。

 

串联式混动

而串联式混动的第二个问题就是能量折损,以及驱动电机在中高速区间不如发动机效率高的问题。其中在能量折损方面,由于串联式混动首先需要将发动机的机械能通过发电机转化为电能,然后驱动电机再将电能转化为驱动车轮的机械能,所以这一来一回就会损失掉大约30%的能量转化损耗。

当车辆处于低速区间时,由于发动机的效率很低,且还要经历走走停停的怠速时长,因此即使扣除这30%的能量转化损耗,串联式混动的效率也是能完爆纯燃油车的。可如果时速提升到60-80km/h及以上时速,那通过更大节气门开度进入高效率省油工况的纯燃油车,就会完爆还需要额外消耗30%汽油来弥补30%能量损耗的串联式混动了。所以,在道路相对通畅且平均时速较高的欧洲地区,当地的汽车厂商基本都清一色的选择了下面要讲的并联式混动路线。

 


并联式混动

从功能上看,并联式混动既可以让发动机单独驱动车轮,又可以让电机单独驱动车轮,甚至还可以让发动机与电机一起合力驱动车轮。所以相比起只能用电机驱动车轮的串联式混动,并联式混动系统的加速性能会更好。

 


 

其中,比亚迪就是将并联式动力优势发挥到极致的厂家,像是秦Pro插电混动就通过配备一个大功率驱动电机,利用驱动电机与发动机一起合力驱动,扭矩叠加的优势,轻松将0-100km/h加速时间缩短到了5.9秒。要知道,搭载同款1.5T发动机的秦Pro纯燃油版的百公里加速时间为9.16秒,相当于一个大功率电机让秦Pro插电混动的百公里加速时间足足快了3秒多!由此可见并联式混动在动力方面的优势有多大。

 


宝马 5系530Le 驱动模式

并联式混动除了加速比串联式和纯燃油车更快以外,由于其可以在高速行驶时切换为发动机单独驱动的模式,并且此时发动机会达到高效率工作区间,因此并联式混动系统的高速油耗会与燃油车相当,要远比串联式省油。这也是上面说过的,在道路相对通畅的欧洲,并联式混动要比串联式更受欢迎的原因,同时这也是宝马X1新能源、奔驰E级新能源、奥迪A6L新能源这些欧洲混动车型,纷纷采用并联式混动的原因。

 


 

综上所属,并联式混动有着加速快以及高速省油的优点,但由于其只有一个电机,并不像串联式混动那样拥有在堵车时一个用来发电,一个用来驱动共两个电机,所以并联式混动在市区里开起来省不省油就取决于电池的电量了。如果电量够用的话,那在拥堵路况下发动机就可以完全熄火,来用电机驱动;可如果电池电量不足的话,车辆就只能靠发动机单独驱动了,那堵车时的油耗就势必会比串联式高出不少了。从串联、并联两种结构对比不难看出,它们各自的优缺点都很明显,所以要想做到低速市区行驶和高速行驶都省油,那就需要两者进行结合,而它们的结合体就叫做“串并联”。

 


本田i-MMD 两种模式切换

由于串并联式混动可以在拥堵路况下切换成串联模式,通过发动机带动发电电机,为驱动电机供电来驱动车轮,因此串并联系统也需要搭载两个电机才能完成工作。而当车辆行驶到高速路况时,串并联系统又可以切换到并联模式工作,也就是通过发动机直接驱动车轮。纵观丰田的THS,以及本田i-MMD混动,虽说二者的工作原理不同,但事实上二者都属于串并联式混动。而国产串并联混动系统的开创者,就是我们开头提到的上汽EDU,随后比亚迪、长城也纷纷加入到了串并联的混动路线。

 


 

那为何我会说吉利的这套“雷神动力”混动系统是“国产混动天花板”呢?难道只是因为吉利的3挡DHT Pro变速箱比长城DHT的两挡变速箱多了一挡吗?非也!这是因为吉利的“雷神动力”混动系统采用了与其它国产品牌完全不同的混动结构,一种丰田只舍得在百万级雷克萨斯豪车上使用的结构!

 


 

 


长城DHT混动系统结构图

通过上图我们可以看出,长城DHT混动系统的两个挡位只能给发动机(ICE)和发电机(GM)使用,而驱动电机(TM)则直接绕过了2挡变速箱与车轮连接,也就是说,长城DHT混动中的驱动电机并不能享受到两个挡位带来的好处。

 


吉利雷神动力混动系统

而吉利“雷神动力”混动系统的不同之处在于,如上图所示,它的发动机、发电机以及驱动电机都是可以使用3挡的。由于相比于其它混动系统,吉利混动的驱动电机多了使用3挡变速箱的能力,因此在这套混动的纯电行驶工况下,负责驱动车辆的驱动电机就可以根据车速来选择挡位,从而达到降低驱动电机电耗的目的了。不仅如此,在车辆的减速过程中,驱动电机还能利用三个挡位中,满足当前时速的最低挡位来放大电机扭矩,从而达到更强的动能回收效率。

 


吉利3挡DHT Pro变速箱

如果换个角度来看的话,由于有了三个挡位的存在,所以在达到同一目标值扭矩的前提下,吉利这套混动系统便可以采用功率、体积更小的电机,然后再通过挡位放大的手法来实现,相当于降低了电机的尺寸。以上便是吉利多挡位混动与其它品牌多挡位混动的区别所在。

 


 

 


 

事实上,为混动电机加挡位这个操作,作为混动祖师爷的丰田集团早在2006年就在高端品牌车型雷克萨斯GS450h上运用过。但与吉利不同的是,当时GS450h上的2挡位变速箱是专供驱动电机使用的,发动机并不能共用。这个2挡变速箱的工作逻辑很简单,当车辆处于静止起步加速或者低速行驶阶段时,车辆的驱动电机会挂上1挡,来放大扭矩提升加速性能;而当车辆高速行驶时,驱动电机就会挂上2挡,通过降低转速来提高效率,并且还能提升车辆的最高行驶速度。

 


 

也正是因为GS450h的驱动电机配备了2挡变速箱,因此这台车的0-100km/h加速时间比GS300快了1.3秒,达到了5.9秒,同时NEDC油耗也控制在了8.1L/100km的水平。不过这台车的售价也从GS300的69.6万,涨到了89.8万的高价!

 


 

待时间来到2017年,雷克萨斯又推出了LC500h跑车,这台车在原来THS-II的基础上增加了4个挡位,并且这4个挡位还可供驱动电机和发动机共同使用。在这台4AT的扭矩放大下,尽管LC500h的3.5L自吸发动机和电机功率都不大,但它依然做出了5秒破百的优秀加速成绩。比发动机、电机动力参数相近的GS450h快了整整0.9秒,并且这还是在LC500h这台车比GS450h重了100多公斤前提下实现的成绩。

 


 

除了LC500h外,雷克萨斯旗舰轿车LS500h也采用了这套混合动力系统,作为一款D级豪华轿车,LS500h的NEDC百公里油耗只有6.8L,并且百公里加速仅需5.4秒。由此可见,为包括驱动电机在内的混动系统增加多挡位变速箱是件多么有益的事情。

 


 

 


丰田多级混合动力系统结构

上面铺垫了这么多,终于可以进入今天的正题了!既然为包括驱动电机在内的混动系统匹配变速箱是一件好处多多的事情,那为何至今都没有哪台亲民家用车的混动系统搭载了这项技术呢?除了技术难、成本高以外,有一个非常重要的原因就是,普通家用车多为横置发动机,基本没有空间在布置了混动电机的情况下再在机舱内横向塞进一套能为驱动电机提供挡位的变速箱了。

 


左:上汽EDU / 右:吉利 DHT Pro

此时纵观市面上的解决方案,也就只有行星齿轮组这种结构紧凑、重量轻的形式能够在横置发动机机舱有限的横向空间内实现多达3个的挡位数量了,并且还不会像当年上汽EDU的AMT变速箱那样,在换挡时会产生动力中断的情况。

 


3挡 DHT Pro变速箱

可由于行星齿轮组的加工工艺难度极大,目前只有像是采埃孚、爱信,以及通用、福特这样的全球大厂有实力、有钱去造,所以像是此前国内最早造出能为驱动电机、发动机都提供换挡变速箱的上汽EDU,也只是采用了结构简单的AMT结构。由此可见,吉利为了自己生产出这套通过行星齿轮组换挡的3AT,背后一定砸了不少的钱,并且吃了不少的苦。

 


 

通过上图我们可以看出,吉利这套3个挡位DHT Pro变速箱位于驱动电机以及发动机+ISG电机之间,所以无论是驱动电机单独驱动车轮、发动机单独驱动车轮,还是二者合力一同驱动车轮,都是能借助这台3AT变速箱来改变速比的。不过要提前声明的一点是,此次吉利官方并没有给出这套混动系统中,发动机+ISG电机、驱动电机以及3挡变速箱在不同工况下的具体工作逻辑。

 


 

但根据混动系统的通用逻辑,我们也是可以估计出大概的:当车辆处于低速或中低速区间行驶时,上图右侧那个名为“第一离合器”的离合器便会断开,进而使发动机+ISG电机与3AT变速箱断开,车辆将会由驱动电机组合3AT变速箱带动行驶。此时发动机会根据电池电量来决定是熄火还是启机带动ISG电机进行发电。而这种状态就跟本田的i-MMD一样,在中低速处于串联模式。但要注意的是,本田的i-MMD可没有挡位,不能像吉利这套“雷神动力”一样,能通过3个挡位时刻让电机处于省电的状态。

 


 

而一旦第一离合器结合,发动机的动力就会经过3AT变速箱传递至车轮,如果此时驱动电机继续运转,那么发动机和电机的动力就会一起传递到车轮。如果驱动电机停止工作,那就会变为发动机直接驱动,这时就属于并联模式。

 


 

 


 

 


星越L雷神智擎Hi·X油电混动版

由于这次试驾的车型为星越L雷神混动版试装车,外观和内饰并非是最终版,所以下面我们主要来聊聊这款车在油耗、动力、NVH方面的真实表现。动力方面,星越L混动版搭载全新的三缸1.5T发动机,最高热效率达到了43.3%,不过由于采用了省油的米勒循环,所以动力性能相比奥托循环有所下降,最大功率150马力,峰值扭矩225N·m,与发动机匹配的是我们上面着重介绍的3挡DHT Pro变速箱。

 


 

星越L混动与RAV4、CR-V混动一样都没有外接充电口,所以油耗几乎不受电池容量和电量的影响。咱们先来聊聊这款车的油耗表现,我们这次单程试驾距离为50.4公里,涵盖城市环路、市内干路、国道、山路,全程耗时1小时15分钟,平均时速为40km/h,最终在车上3个成年人,且没开空调的情况下,我开出的表显油耗为4.1L/100km。考虑到星越L的整备质量比RAV4、CR-V更重,所以如果它的表显油耗与实际油耗相近的话,那么这个成绩可是相当优异了。

 


 

在运行逻辑方面,就像我上面说过的那样,官方并没有给出发动机+ISG电机、驱动电机以及3挡变速箱在不同工况下的具体工作逻辑。但根据我在试驾中的摸索,我发现它与丰田、本田的混动一样,发动机在低速起步阶段是没有启动的。此时,电池会为驱动电机供电来带动车辆以纯电模式行驶。随着车速的提高,发动机会启动并带着ISG电机单独发电,并且不会与3AT变速箱连接。这也就意味着,如果开着混动星越L在市区行驶,那这台车开起来完全就是一台电车的感受。

 


 

而当混动星越L的车速超过80km/h,或者车辆行驶在上坡路中负载较大的路段时,这套混动系统便会自动切换成并联模式,发动机会与3AT变速箱相连,并直接输出动力驱动车轮。除此之外,像是驾驶员在起步或者中低速阶段进行急加速,发动机也会和驱动电机展开并联模式,通过3AT变速箱为车辆带来最强大的动力输出,这也是没有变速箱的本田i-MMD根本无法实现的工况。

 


 

由于RAV4、CR-V的混合动力系统只有1个固定挡位,所以不论行驶速度和油门开度如何变化都不会产生顿挫,然而星越L油电混动版有3个挡位,电机和发动机输出的动力都会经过3AT后再传递到车轮,那么这就对它的换挡平顺性提出了考验。在此次试驾中,我也着重对这点进行了体验,在尝试过多种驾驶风格和方法后,我发现这台3AT无论是缓慢加速、急加速 、减速、滑行都不会出现顿挫,而且发动机和电机介入的又快又顺,可以说这套混动系统匹配的相当完善了。

 


 

混动系统的噪音是人们常常忽视的考量维度,其中噪声的来源通常有两部分,一是为了打造出热效率更高的发动机,厂商都会将发动机的点火角尽量提前,这便会导致发动机的燃烧噪音变大;二是驱动电机偏高的转速,又容易使电驱动变速箱齿轮产生高频啸叫。而这些问题在丰田、本田的混合动力上都出现过。

 


 

在试驾星越L混动版的过程中,我大多是开着窗户驾驶的,按理说发动机和电机的运转声我在车内应该听得一清二楚,不过当我在市区以相对温柔的风格驾驶时,我是基本没察觉到发动机介入时的动静,以及运转声和震动的。所以我认为,如果不提前告知试驾者这是一台混动车型,相信很多人第一次开星越L油电混动版都会误以为这是一台纯电动车!不过,这辆开起来安静如纯电动车般的混动,最吵的工况并不是地板油加速,而是怠速时发动机临时启动发电的声音,那种三缸机本身不佳的听感,叠加发动机发电所需的些许转速,最终的声音要远比一般纯燃油车更明显也更粗糙。好在,混动车很少会在怠速的时候发电。

 


 

 


 

在短短几年内,中国汽车品牌不仅从没有像样的混动进化到了优秀混动遍地开花,而且还直接拼到了“内卷”的程度......能与本田掰手腕的比亚迪DM-i混动只有1个挡,可它却将性价比做到了极致,最低只卖10.58万。长城DHT晚到一步,却将混动“卷”到了2挡。吉利虽然顶着“骂名”迟迟没有发布混动,但这一发布就憋出了一个大招,搞定了难度极高的工艺,并直接“卷”到了国际领先的水平!这对于作为消费者的我们而言, 那绝对是一件好事,要知道2016年拥有2个挡位的雷克萨斯GS450h的售价高达74.5万,而今天拥有3个挡位的星越L油电混动版预售价却只有17.37万元,这再一次印证了那个真理:一项技术如果被中国掌握了,那它很快就会变成白菜价!

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