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插電混動的技術路線分析

汽車電子設計 ? 來源:芝能汽車 ? 2023-02-13 09:16 ? 次閱讀

前段時間在梳理完中國汽車自主品牌產業格局以后,我們覺得,2023年汽車市場最重要的競爭會來自插電混動領域。原因很簡單,就是純電和燃油車都不好做:

首先,燃油汽車的迭代和投入已經看到了瓶頸,今后的油車基本不會大賣了,現在還不投資新能源的車企,幾乎自斷生路。

其次,如果投資純電動汽車的話,成本大頭是電池,電池越大,成本越貴。如果拿不到優惠的電池采購價,在目前的條件下打價格戰虧不起。

所以,投資電池較小的混動車型,就是各家車企的必然選擇。今天的次條是煙煙從用戶角度聊聊10-20萬的混動車型怎么選,我還是站在技術的角度,給大家分享混動技術的傳承和發展。Part 1

中國的混動技術變革

傳統來看,混合動力技術最為領先的是日本汽車產業,不管是豐田的Prius延續到現在的混聯技術,還是本田的幾種混合動力技術,或者是日產開發的串聯式混合動力——就是目前我們常說的增程技術。

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但是日本汽車產業太保守,墨守成規。這給了中國的工程師們一個機會,在這個領域屬于后發先至,我們今天先來講一講插電混動,下一期來講講增程混合動力。

目前行業里面的主流觀點,是中國依托高效的混動專用發動機,配合專用的混動雙電機變速箱,可以到打造出中國的黃金總成,在這個領域確實是百家爭鳴,群賢畢至。

對于中國混動技術主流的認知

雙電機串并聯混動最大的特點是采用兩個電機,一個發電機,一個驅動電機。由于有兩個電機,在串聯模式下,發動機可在高效工作區帶動發電機發電,發出的電可以直接給驅動電機使用,也可以給電池供電,使電池包電量保持在一定值。發動機發電和純電驅動可以同時進行,這有利于更多地利用純電驅動模式,也有利于改善車輛在低速饋電行駛工況下的燃油經濟性。

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但串聯模式因為存在能量的多次轉換會增加一定的能耗損失,不如利用發動機高效區直接驅動更有利,燃油經濟性較差。目前多個廠家為了提升燃油經濟型,同時考慮中高速加速超車的需求,會采用多擋位的串并聯混動。檔位增多可以提高燃油經濟性和動力。

混動和插電混動技術的發展時間線

中國自主混動技術的研究,主要分為這么幾家,包括比亞迪、吉利、長城、奇瑞、上汽、廣汽和長安。

吉利

吉利的雙模功率分流混動系統,起步比較早,但產業化很不順利,后來吉利在其7DCT的基礎上,集成P2.5電機,推出了P2.5-7DCT并聯混動變速器,2021年吉利推出了雷神混動系統,發布了國際上首個發動機3擋驅動的串并聯混動變速器3DHT。

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比亞迪

比亞迪推出第一代混動變速器是在2008年,2013年和2018年比亞迪推出第二代和第三代P3-6DCT并聯混動變速器;比亞迪最新一代混動變速器DM-i則是單擋串并聯混動變速器。

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長城

長城首先在7DCT和9DCT、9AT的基礎上,推出了P2-7DCT和P2-9DCT、P2-9AT并聯混動變速器,2021年又推出了發動機2擋驅動的串并聯混動變速器2DHT--檸檬混動變速器。

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長安

長安汽車的混動車型是從2008年北京奧運開始的,當時只是示范化運營,2017年和2018年分別推出了(搭載P2-7DCT的逸動PHEV和搭載P134串并聯電四驅的CS75PHEV)量產車型,2021年最新推出的藍鯨iDD混動系統,采用P2-6DCT并聯混動變速器。

其他

奇瑞2021年發布了3擋串并聯混動變速器鯤鵬混動系統。

廣汽在GMC一代單擋串并聯混動變速器的基礎上,2022年推出了GMC二代2擋串并聯混動變速器。

上汽第二代EDU在2019年發布,采用的是P2.5路線的單電機并聯混動系統。

可以看到目前主流國產汽車廠商均推出了各自的最新一代混動系統,可謂百花齊放,各家技術均各不相同,實車表現相對各自的前一代產品均有明顯優化。但是最為著名的還是比亞迪的產品,我們這次也是選3個技術來講:

比亞迪DM-i,單擋DHT

長城檸檬混動,兩擋,2DHT

吉利雷神,三擋,3DHT

Part 2

混動專用變速箱(DHT)技術的對比

比較技術之前,我們首先來看一下變速箱的檔位是不是越多就越高級呢?

目前的研究來看串并聯混動系統,發動機擋位數量增加主要是改善燃油的經濟性;電機擋位數量的增加主要是提高動力性。但發動機和電機的擋位再增加,從2檔增加到更多,對經濟性和動力性的改善不如之前明顯。而且,擋位數量增加,變速器復雜度會增加、平順性和NVH的控制難度也會增加,還要綜合考慮到生產成本等,最終,發動機2-3擋、電機2擋應該是比較理想的構型方案。

接著我們就來分別看看這三款混動系統:

比亞迪DM-i混動系統

比亞迪走的路線是靠大電機,走極簡路線,講究成本,越復雜的系統制造成本和單件BOM成本就越高。

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比亞迪DM-i是國內最早大批量產業化應用的新一代插電混動系統,也是目前市場上占有率最高、知名度最高的插電混動系統,產品和技術的成熟度在四款混動系統中是最成熟的。比亞迪DM-i發動機和電機都是單擋驅動,結構最簡單,工作時沒有擋位切換,只有工作模式切換,換模換擋控制簡單、換模換擋平順性優秀。

DM-i發動機和電機僅1個擋位,純電驅動不能改變傳動比,增加電驅動能力,這影響了其動力性和純電驅動性能,尤其在低速爬坡和高速超車的場景的影響更明顯。

通過幾代的迭代,比亞迪這塊是跑出來了。

長城檸檬混動系統

長城檸檬混動系統也屬于串并聯混動系統,發動機有2個擋位,電機1個擋位,與比亞迪DM-i相比,發動機有更多的高效直驅工作時間,燃油經濟性也表現更好。與其他三款混動系統相比,長城檸檬混動系統的各個性能沒有最好的,但也沒有最差的,各項指標都是處于較好的水平,非常的均衡,這種均衡性的設計本身就是很大的挑戰。

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長城的問題,是技術一開始要么使用大電池做增程的應用,要么做小電池做HEV,加上在Wey牌上使用,各種咖啡命名加持下,導致這套混動技術有種明珠暗投的感覺。期待2023年長城能把混合動力技術搭配合適的電池系統把系統搞搞明白。

吉利雷神混動系統

吉利雷神混動系統是發動機3擋電機2擋的串并聯混動系統,利用了行星變速機構功率密度高、傳動路線多、離合器和制動器與電機嵌套設計等集成化設計手段,實現了高緊湊性、高集成化的輕量化設計。由于發動機有3個直驅擋位、電機有2個擋位,使雷神混動系統的燃油經濟性和純電驅動性能都很優秀。但兩個行星排、兩個離合器和兩個制動器的傳動方案,增加了系統的復雜度和控制的難度,也增加了系統的制造成本。

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吉利在幾年前推動插電混動沒有成功,所以投入資源并不是特別多,隨著2023年壓力很大,整個技術競爭激烈,目前是不得不做。

最后,我想說,2023年核心的問題,隨著比亞迪第一個把DM-i作為作業交上去,包括長安的深藍也嘗試出來從油車轉型到插電車型怎么做,可以這么說2022年是不止一家嘗試出來,所以2023年開始能交作業的趕緊交。

2023年中國汽車品牌在SUV領域的注定有一場激烈的攻守戰。在國產車企壓制合資SUV的策略中,主要給消費者的是性價比、高配置、空間等,而隨著低油耗和更強的動力加上來以后,我們能看到消費者的購買意愿是很強的。





審核編輯:劉清

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原文標題:「微侃」插電混動的技術路線分析

文章出處:【微信號:QCDZSJ,微信公眾號:汽車電子設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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