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「小识」日媒吐槽点在于“Plug In”,但混动在新能源领域最本质的区别在这

插电式混动

电车汇消息:日前“双积分”政策的敲定,不仅使德国车企焦头烂额,在中国新能源汽车概念中,不包含混合动力车的限定成了日本车企和媒体“吐槽”的关键点,具备优势的日系车难以在该政策下享受红利。

简单来讲,普混和插混的区别便在于车型能否“Plug In”,但鲜为人知的是,无论是普混还是插混,混动车型最本质的区别在于电机安装的位置,简称P。

业内比较科学的分类方式是按照电气化部件的架构来进行区分:P0、P1、P2、P3、P4、PS以及之间的组合。

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新能源技术分类示意图

如果把电机安装在发动机前段,这类型的混动叫P0架构,以皮带的方式与发动机相连,又称之为BSG,因为出力的皮带所限,多数具有直接起停的弱混

如果把电机在发动机后端与发动机刚性相连,称之为P1,又称之为ISG,因为与发动机无法脱开,输出的动力受发动机牵绊,多以中混为主。

如果在变速器与发动机中间的离合器之后安装电机,被称之为P2,这部分技术简单易行,效率不高,但是成本相对较低,高尔夫GTE、BMW530Le都属于这种结构。

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BMW530E的P2架构

如果在变速器输出轴加装电机,称之为P3,这部分效率更低一些,目前比亚迪秦属于这种结构。

如果加装在后桥上,称之为P4,这部分技术多是与其它架构联合使用,例如沃尔沃S60L Plug-in属于P2P4架构,这个技术更容易实现,但是控制难度较高,很多采用P1P4、P2P4的车型都存在控制不佳带来的驾驶舒适性问题,更为致命的是,这类技术架构会更整车底盘、车身的耐久疲劳安全性带来隐患。

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沃尔沃S60L Plug-in的P2P4架构

如果上述几种技术架构都是基于传统动力总成技术的改造,还有一种是专门为新能源汽车开发的电驱动系统,称之为功率分流(Power Split,功率分流),顾名思义,因为功率等于扭矩与转速的乘积,它能够通过电驱动系统更多自由度地调扭矩和转速,更多自由度(模式)实现效率最优、动力最优

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Power Split结构简图

目前,业内主流观点是最好的新能源电驱动技术是PS技术(Power Split,功率分流),丰田的THS技术、通用汽车的Voltec等采用此种技术模式,受限于丰田将单行星排、双电机系统申请了专利,通用汽车将双行星排、双电机系统申请了专利,凯迪拉克将三行星排、双电机电驱动系统申请了专利,其它企业能够介入PS技术的产品不多。

第二类应用比较多的新能源技术是P2,简单地可以理解成在发动机与变速箱之间加入一个扁平式电机,这类技术节能、驾驶质量都不及PS技术,但是初期投资少、能够快速做出来产品,更重要的是原来的发动机平台、变速箱平台都可以沿用,很多车企都选择了这个路线,德系车企居多。

第三类技术是P3,这类技术就是在主减速器上面加个电机,这类型的技术比较粗糙,由于驱动电机的工作范围不能优化,能耗较差、驾驶舒适性也比较差、技术含金量不高,目前国内比亚迪采用此项技术。

P4如果不与其它技术联合,就是纯电动技术,目前应用较多。

PS(功率分流)结构及智能控制实现效率最优

“天下武功出少林”,PS技术则当属于少林派。PS技术特征是其一是采用行星排、其二是采用双电机、其三是系统控制,三者缺一不可,丰田汽车的THS技术采用了双电机、单行星排架构,在业内普及最早也名气较大。通用汽车采用了双电机、双星行排技术架构,可以简单地理解成“双THS”技术,效率也更高、输出更为平顺。

PS技术真正的内涵是通过行星排的三自由度、双电机及智能控制的互相配合,强劲、顺畅地输出动力。

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丰田汽车THS3双电机单行星排PS技术结构简图

由于相互之间的配合,这类技术油耗都比较低,通用汽车第二代Voltec技术、丰田汽车的THS3系统都在不断进化,并刷新新能源汽车的低油耗记录。

当然,对于PS技术来讲,因为采用了双电机,电驱动系统成为动力总成技术最具关键的技术,它不仅仅决定了汽车动力性能、燃油经济性,同时在构架上通过Standard-still(移动电源)提供新的生活方式。

与此同时,在发动机最高效率上面也可以做很多文章,通用汽车通过改变进排气气门相位,提升膨胀比,回收尾气的热能,提升效率,这里面有个通俗的叫法是米勒循环。也有车企称之为阿特金森循环,事实上,阿特金森循环需要变更曲轴的结构,而这些车企仅仅变更了进排气气门的相位,实质都是米勒循环。

米勒循环效率远远高于普通发动机,在动力输出方面却要弱于传统发动机,PS技术则是通过两款驱动电机一起来驱动整车,提升动力的同时提升燃油经济性。

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米勒循环通过改变气门相位提升效率

PS技术采用的是双电机系统,同时通过三自由度的行星排,在驾驶过程中更为舒适,文献中实测了两种技术动力输出对比,表示车辆动力输出曲线,其中红色是PS技术,动力输出一直非常平顺,而P2的动力输出则是出现了反复的中断,当然,如果论及P3技术,舒适性基本上无法接受的层次。

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P2(蓝色)技术PS(红色)技术动力输出对比

P2在欧系车中应用广泛

P2是这几年逐步兴起的技术平台,目前来看,这种趋势还在加剧,原因在于这项技术更适用传统汽车制造商,在发动机与变速箱之间插入一个电机即可,目前,奔驰、宝马、奥迪、大众都采用这种技术架构。

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奔驰E00 P2系统

原因在于,1997年的时候,全球范围内对节能减排出现两种不同的声音,一种走电动车新能源的路线,一种走柴油机路线。通用和丰田选了电气化路线,欧洲的汽车制造商则选择了通过柴油机的高效率来提升燃油经济性,此后,随着排放越来越严格,我们看到,大众汽车出现了排放门事件,欧洲汽车制造商发现仅仅通过柴油机,无法满足节能减排的要求,这项技术走入死胡同,迅速转向电气化路线,只不过PS路线被通用汽车和丰田汽车申请了相关专利,投资少、转型快的P2就成了它们不得已而为之的首选。

所以,P2并不是优选路线,而是历经路线选择错误之后耽误十多年发展,作出的一个转型追赶电气化车型的紧急方案,但是目前来看,国内很多汽车制造商也逐步采用了这项技术。

P3及P1地位尴尬

P1因为成本较低,国内车企有所运用。P3在国内比较流行,但是无论是驾驶舒适性、整车效率都不是很好,很多时候,车企宣传的时候,都采用Plug-in HEV的方式,这样通过国家油耗计算标准貌似油耗不错,实际效果并不能令人满意。

文章摘自 电车汇 20170714 发自北京

文章主要内容引自 汽车之家

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