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插电混动的技术路线分析

2023-02-13 汽车电子设计 阅读:
投资电池较小的混动车型,就是各家车企的必然选择。今天的次条是烟烟从用户角度聊聊10-20万的混动车型怎么选,我还是站在技术的角度,给大家分享混动技术的传承和发展。

前段时间在梳理完中国汽车自主品牌产业格局以后,我们觉得,2023年汽车市场最重要的竞争会来自插电混动领域。原因很简单,就是纯电和燃油车都不好做:2Xyednc

● 首先,燃油汽车的迭代和投入已经看到了瓶颈,今后的油车基本不会大卖了,现在还不投资新能源的车企,几乎自断生路。2Xyednc

 其次,如果投资纯电动汽车的话,成本大头是电池,电池越大,成本越贵。如果拿不到优惠的电池采购价,在目前的条件下打价格战亏不起。2Xyednc

所以,投资电池较小的混动车型,就是各家车企的必然选择。今天的次条是烟烟从用户角度聊聊10-20万的混动车型怎么选,我还是站在技术的角度,给大家分享混动技术的传承和发展。2Xyednc

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Part 1

中国的混动技术变革

传统来看,混合动力技术最为领先的是日本汽车产业,不管是丰田的Prius延续到现在的混联技术,还是本田的几种混合动力技术,或者是日产开发的串联式混合动力——就是目前我们常说的增程技术。2Xyednc

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但是日本汽车产业太保守,墨守成规。这给了中国的工程师们一个机会,在这个领域属于后发先至,我们今天先来讲一讲插电混动,下一期来讲讲增程混合动力。2Xyednc

目前行业里面的主流观点,是中国依托高效的混动专用发动机,配合专用的混动双电机变速箱,可以到打造出中国的黄金总成,在这个领域确实是百家争鸣,群贤毕至。2Xyednc

对于中国混动技术主流的认知

双电机串并联混动最大的特点是采用两个电机,一个发电机,一个驱动电机。由于有两个电机,在串联模式下,发动机可在高效工作区带动发电机发电,发出的电可以直接给驱动电机使用,也可以给电池供电,使电池包电量保持在一定值。发动机发电和纯电驱动可以同时进行,这有利于更多地利用纯电驱动模式,也有利于改善车辆在低速馈电行驶工况下的燃油经济性。2Xyednc

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但串联模式因为存在能量的多次转换会增加一定的能耗损失,不如利用发动机高效区直接驱动更有利,燃油经济性较差。目前多个厂家为了提升燃油经济型,同时考虑中高速加速超车的需求,会采用多挡位的串并联混动档位增多可以提高燃油经济性和动力。2Xyednc

● 混动和插电混动技术的发展时间线

中国自主混动技术的研究,主要分为这么几家,包括比亚迪、吉利、长城、奇瑞、上汽、广汽和长安。2Xyednc

吉利

吉利的双模功率分流混动系统,起步比较早,但产业化很不顺利,后来吉利在其7DCT的基础上,集成P2.5电机,推出了P2.5-7DCT并联混动变速器,2021年吉利推出了雷神混动系统,发布了国际上首个发动机3挡驱动的串并联混动变速器3DHT。2Xyednc

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比亚迪

比亚迪推出第一代混动变速器是在2008年,2013年和2018年比亚迪推出第二代和第三代P3-6DCT并联混动变速器;比亚迪最新一代混动变速器DM-i则是单挡串并联混动变速器。2Xyednc

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长城

长城首先在7DCT和9DCT、9AT的基础上,推出了P2-7DCT和P2-9DCT、P2-9AT并联混动变速器,2021年又推出了发动机2挡驱动的串并联混动变速器2DHT--柠檬混动变速器。2Xyednc

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长安

长安汽车的混动车型是从2008年北京奥运开始的,当时只是示范化运营,2017年和2018年分别推出了(搭载P2-7DCT的逸动PHEV和搭载P134串并联电四驱的CS75PHEV)量产车型,2021年最新推出的蓝鲸iDD混动系统,采用P2-6DCT并联混动变速器。2Xyednc

其他

奇瑞2021年发布了3挡串并联混动变速器鲲鹏混动系统。2Xyednc

广汽在GMC一代单挡串并联混动变速器的基础上,2022年推出了GMC二代2挡串并联混动变速器。2Xyednc

上汽第二代EDU在2019年发布,采用的是P2.5路线的单电机并联混动系统。2Xyednc

可以看到目前主流国产汽车厂商均推出了各自的最新一代混动系统,可谓百花齐放,各家技术均各不相同,实车表现相对各自的前一代产品均有明显优化。但是最为著名的还是比亚迪的产品,我们这次也是选3个技术来讲:2Xyednc

◎ 比亚迪DM-i,单挡DHT2Xyednc

 长城柠檬混动,两挡,2DHT2Xyednc

◎ 吉利雷神,三挡,3DHT2Xyednc

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Part 2

混动专用变速箱(DHT)技术的对比

比较技术之前,我们首先来看一下变速箱的档位是不是越多就越高级呢?2Xyednc

目前的研究来看串并联混动系统,发动机挡位数量增加主要是改善燃油的经济性;电机挡位数量的增加主要是提高动力性。但发动机和电机的挡位再增加,从2档增加到更多,对经济性和动力性的改善不如之前明显。而且,挡位数量增加,变速器复杂度会增加、平顺性和NVH的控制难度也会增加,还要综合考虑到生产成本等,最终,发动机2-3挡、电机2挡应该是比较理想的构型方案。2Xyednc

接着我们就来分别看看这三款混动系统:2Xyednc

● 比亚迪DM-i混动系统

比亚迪走的路线是靠大电机,走极简路线,讲究成本,越复杂的系统制造成本和单件BOM成本就越高。2Xyednc

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比亚迪DM-i是国内最早大批量产业化应用的新一代插电混动系统,也是目前市场上占有率最高、知名度最高的插电混动系统,产品和技术的成熟度在四款混动系统中是最成熟的。比亚迪DM-i发动机和电机都是单挡驱动,结构最简单,工作时没有挡位切换,只有工作模式切换,换模换挡控制简单、换模换挡平顺性优秀。2Xyednc

DM-i发动机和电机仅1个挡位,纯电驱动不能改变传动比,增加电驱动能力,这影响了其动力性和纯电驱动性能,尤其在低速爬坡和高速超车的场景的影响更明显。2Xyednc

通过几代的迭代,比亚迪这块是跑出来了。2Xyednc

● 长城柠檬混动系统

长城柠檬混动系统也属于串并联混动系统,发动机有2个挡位,电机1个挡位,与比亚迪DM-i相比,发动机有更多的高效直驱工作时间,燃油经济性也表现更好。与其他三款混动系统相比,长城柠檬混动系统的各个性能没有最好的,但也没有最差的,各项指标都是处于较好的水平,非常的均衡,这种均衡性的设计本身就是很大的挑战。2Xyednc

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长城的问题,是技术一开始要么使用大电池做增程的应用,要么做小电池做HEV,加上在Wey牌上使用,各种咖啡命名加持下,导致这套混动技术有种明珠暗投的感觉。期待2023年长城能把混合动力技术搭配合适的电池系统把系统搞搞明白。2Xyednc

● 吉利雷神混动系统

吉利雷神混动系统是发动机3挡电机2挡的串并联混动系统,利用了行星变速机构功率密度高、传动路线多、离合器和制动器与电机嵌套设计等集成化设计手段,实现了高紧凑性、高集成化的轻量化设计。由于发动机有3个直驱挡位、电机有2个挡位,使雷神混动系统的燃油经济性和纯电驱动性能都很优秀。但两个行星排、两个离合器和两个制动器的传动方案,增加了系统的复杂度和控制的难度,也增加了系统的制造成本。2Xyednc

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吉利在几年前推动插电混动没有成功,所以投入资源并不是特别多,随着2023年压力很大,整个技术竞争激烈,目前是不得不做。2Xyednc

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最后,我想说,2023年核心的问题,随着比亚迪第一个把DM-i作为作业交上去,包括长安的深蓝也尝试出来从油车转型到插电车型怎么做,可以这么说2022年是不止一家尝试出来,所以2023年开始能交作业的赶紧交。2Xyednc

2023年中国汽车品牌在SUV领域的注定有一场激烈的攻守战。在国产车企压制合资SUV的策略中,主要给消费者的是性价比、高配置、空间等,而随着低油耗和更强的动力加上来以后,我们能看到消费者的购买意愿是很强的。2Xyednc

责编:Ricardo
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