今日聊一聊:目前市場上主流的油電混動技術都有哪些,技術原理不同,誰的節油效果又更好呢?
随着油價的持續攀升,傳統燃油車的用車成本也在提高,雖然近幾年新能源汽車迎來迅猛發展,但依然有很多弊端無法從根本上解決。開燃油車怕費油,開純電動又怕“裡程焦慮”,所以就目前情況來看,混動是一個比較好的過渡方案。
混動車型分為兩大類,一類是油電混合動力(HEV);一類是插電式混合動力(PHEV),而兩者的主要區别主要有三個:
1.有無外接電源充電插口: 油電混合動力車型無外接電源充電插口,直接依靠發動機為其充電;而插電式混合動力車型則可以使用外接電源充電插口充電。
2.電池容量大小: 油電混合搭載的電池組容量較小,純電行駛距離短,大多數情況是以油電混合的方式行駛;而插電混動的電池組容量相對較大,可實現較長距離的純電行駛。
3.上牌問題: 插電混動車型可以上新能源牌照(綠牌);油電混動車則不能,依舊是燃油車普通的藍牌。
今天我們先不聊插電式混動,單獨來看看目前市面上主流的5款油電混動技術,都有哪些不同及特别之處!
豐田THS代表車型: 普銳斯、卡羅拉、凱美瑞、漢蘭達等。
技術特點: 行星齒輪将發動機和電動機的扭矩輸出完美結合,做到了油電動力的協調統一,具有極佳的燃油經濟性和平順性。
豐田的THS混動技術可以說是油電混動的鼻祖,從1997年首次推出“Prius普銳斯”開始,迄今24年間已經經曆了四次技術換代,總共拿下了23740項電動化專利,包括電機、電控、系統控制等核心技術。其在全球的影響力及占有率,是其他混動技術無法相提并論的。
THS系統最核心的部件就是動力分配單元,主要由一組行星齒輪、兩台電機組成,其中,MG1号電機功率較小,負責發電、啟動發動機;MG2号電機功率較大,負責動力輸出。MG1、MG2 這兩台電機,以及發動機的輸出軸,全都分别固定連接在行星輪機構的太陽輪、外齒圈和行星架上。通過功率控制單元控制 MG1 和 MG2 電機,以及發動機的功率輸出,實現油電轉化和動力分配。而這套行星齒輪機構可以說是THS系統最為核心的東西,也早被豐田申請專利。
車輛起步時,直接由電機驅動,規避了發動機的高負載運作;勻速巡航時,發動機介入,并保持在最佳工況下運行;加速時,電動機與發動機同時輸出,在保證動力的同時,兩者默契配合。無論在哪種工況下,THS都能夠實現低油耗行駛,燃油經濟性大大提高。
另外,由于發動機輸出軸與電機輸出軸,均固定在行星齒輪組上面,所以無法解耦,在運行過程中即使油電切換,實現變矩功能,過程中也不會出現任何頓挫,平順性極佳。
本田immd代表車型: 思域、雅閣、CRV等。
技術特點: 偏向增程式電動車,中低速主要靠電動機驅動,發動機不參與動力輸出。
本田研發混動技術可以說甚至比豐田還要早,1999年搭載IMA(Integrated Motor Assist)混合動力系統的Insight,搶在豐田之前率先在北美上市,但由于電機功率小,整體性能無法與豐田THS抗衡,所以本田逐漸放棄了發展多年的IMA,于2013年推出了結構更為先進的第一代immd混動系統,所搭載車型就是我們熟悉的第九代雅閣。至今immd混動系統已發展至第4代,經過優化後,發動機熱效率從38.9%提升至40.6%;而PCU(動力控制單元)的體積則縮小了32%。
從結構上來看,本田immd屬于典型的串并聯結構,主要由ECVT變速箱、電動機、發電機、發動機、離合器等零部件構成。可針對不同的行車路況條件,PCU自動判斷驅動電機與發動機的擅長領域,通過一系列的電控邏輯來讓兩台電機和發動機進行動力分流。
純電模式下,電動機單獨驅動車輛,發動機、發電機此時不工作,離合器也處于斷開狀态。串聯模式下,依然是電動機單獨驅動車輛,但是發動機在最佳工況下工作,帶動發電機發電,離合器處于斷開狀态。并聯模式下,發動機與電動機一起驅動車輛,并且發動機同時可以帶動發電機發電,離合器處于接合狀态。
值得一提的是,本田的這套immd系統的發動機雖然在大多數情況下均有工作,但主要還是以給電動機提供電力為主,并不直接驅動車輪,隻有當電量耗盡和車速高于70KM/H的時候,發動機才會直接介入,作為主要輸出動力。所以本田的immd混動車型,大多數情況下開起來感覺就是台增程式純電動。
日産e-POWER代表車型: 軒逸
技術特點: 不充電的電驅車,發動機自始至終都不參與動力輸出,全程100%都由電驅動完成。
自2007年第一代原型車TIIDA首發,曆經了15年研發叠代,第二代e-POWER技術,首次搭載在國産第十四代軒逸身上。在衆多混動技術當中,日産的e-Power顯得相當另類。因為它不同于傳統的油電混動車型,又不同于增程式電動車,官方稱之為“汽油電驅車”。
日産的e-Power其實就是增程式的一種技術思路,但與普通增程式完全不同的是,它不需要充電,同時電池組很小,以軒逸e-Power為例,電池容量隻有2kWh,發動機随時介入發電,所以也不需要大容量電池來儲備電力。
工作原理相對比較簡單,整套動力系統由發動機、發電機、驅動電機、功率型動力電池和逆變器組成。其主要的工作原理是: 發動機不直接驅動車輛,隻負責發電提供電能,而動力來源100%靠電動機驅動産生。這也讓其與HEV、PHEV、EV等技術有着很大的不同。
起步時,采用純電模式行駛,由電池供電,電動機驅動車輛前進;巡航時,車輛電池充足的情況下,由電池供電,驅動車輛行駛,電量下降後,發動機介入工作,由發電系統發電,供電動機驅動車輛,多餘電量充進電池組;減速時,制動産生的多餘動能通過電動機回收,為電池充電。
長城檸檬DHT代表車型: 哈弗H6、哈弗赤兔、哈弗神獸等。
技術特點: 雙電機 兩檔平行軸構型,動力輸出更強勁,扭矩更大。
長城檸檬DHT混動系統發布較晚,于2020年12月才正式推出,宣傳力度可謂空前巨大,各種技術名詞讓人眼花缭亂,其本質上是對本田immd進行了深度優化,并進行改善,實現更加靈活的串聯、并聯、純電之間的切換。
結構上,長城檸檬DHT将驅動電機和發動機分别固定在兩根輸入軸上,通過同步器将動力分配輸出到車輪,而沒有采用空心軸的形式,從而解決了空心軸所承受功率上限較低的問題。其次,這套系統的關鍵部件就是變速機構,也就是那台2擋DHT變速箱,比本田immd單一齒比更具優勢。
長城檸檬DHT混動系統擁有一套DHT高集成度油電混動系統,提供HEV(普通混動)、PHEV(插電混動)兩種動力形式,以及三種動力總成。
總結其特點就是,以雙電機混聯拓撲結構為基礎,與2擋DHT變速器配合,實現發動機與電動機一起協調運作,雙動力源直接提升了動力性能,并實現了EV行駛、串聯驅動、并聯驅動、能量回收等多種工況形式,令電機、發電機、發動機物盡其用,使系統整體始終保持在高效區間。
吉利雷神Hi·F代表車型: 星越L
技術特點: 運用兩排行星齒輪組,形成3擋DHT變速機構。
雷神混動的核心技術是3DHT Pro變速箱,是輛發電機、電動機、控制器、三檔多模變速器及變速器控制單元(TCU)的高度集成。但不同于豐田THS混動系統的單排行星齒輪組,雷神混動是通過兩排行星齒輪組的設計布局,組成了3擋變速機構,從而可以實現全速域并聯、驅動電機兩擋變速和彈射起步等獨有功能。
起步時匹配1擋大速比,可實現快速起步,加速能力可提升50%;在時速20km/h以上時就可以進入并聯模式,遠低于日系混動至少70km/h的并聯車速限制,以保證發動機高效運作。高速行駛時,3擋降2擋,又可獲得大扭矩提升加速性能,輕松實現超車。
3DHT Pro的複雜之處,主要在于它引入了一套3AT行星齒輪的結構,比采用單速結構的普通混動系統具有更廣泛,且更細膩的動力分配。
總結無論哪種混動系統,都加入了各自的技術特點,其最終目的都是為了省油,提高燃油經濟性,另外就是增加賣點。雖然油電混動是目前一個非常不錯的過渡,但對比插電式混動,油電混動不能上綠牌是個最大劣勢。對于一些“車牌限購”政策不太緊張的地區,油電混動還是一個非常不錯的選擇!那麼對比以上5款油電混動系統,你更看好誰呢?
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