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【综述】三类混动技术:演技派or实力派

2016-08-26 06:27
小鱼时代
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  根据乘用车燃料消耗量第四阶段标准,汽车企业平均燃料消耗量到2020年要实现5.0L/100km的平均油耗目标。这对于五座及以上的常规动力车型来说,几乎是不可能达到的目标。平均油耗标准就像是高悬于汽车企业头顶的达摩克利斯之剑,催促着汽车企业加大在新能源汽车领域的投入。

  然而由于电动车的续航里程偏短、充电难、电池成本高等原因,让纯电动车型并不适合目前的汽车市场。目前行业普遍认为混合动力是当下乃至未来十年最重要的发展趋势,主流的混合动力车型目前的油耗表现基本都在5.0L/100km以下,这也是在纯电来临之前满足法规与市场需求的最佳解决方案。

  主流混动的类型以及各自的发展因素

  目前各大厂家都开始推出混动车型,一时间混动技术进入了百家争鸣的状态,主流的混动类型主要有三类:

  一类是以丰田和通用为代表的PS(Power Split)构型,这类混动构型可以在串并联之间根据行驶工况随机切换;

  一类是以欧系和韩系为代表的P2构型,这类混动构型的电机布置于发动机和变速器之间,且一般集成在变速器壳体内,主要为插电式并联;

  还有一种是以本田i-MMD为代表的串联式变种(在串联的基础上增加了发动机直驱模式)。

  这三种混动类型在技术上各有优劣,发展轨迹也各有千秋。

  其主要原因来源于三个方面:

  一是企业自身的技术积累过程;

  二是受到各种专利壁垒的限制;

  三是各国家和地区在新能源汽车上的推广政策所影响。

  混合动力和纯电动车型技术的推出,共同的根源还是来自于全球的能源与环境的危机,丰田在上个世纪九十年代的两伊战争中深刻意识到了能源危机的问题,开始加速了新能源汽车的研发。考虑到充电难会是一个短期内难以克服的问题,丰田选择发展的两条新能源汽车路线都刻意绕开了这个现实问题,一方面致力于氢燃料电池汽车的研发,一方面不遗余力的发展不充电的混合动力车型,而且在这两个领域都取得了非常不错的成绩,搭载氢燃料电池Mirai和混动的普锐斯成为了丰田在这两个领域最为骄傲的产品。丰田的混合动力系统叫Toyota Hybrid System简称THS,属于PS构型,这套系统也是丰田混动的根基,不同功能和类型的混动车型都是基于此系统的基础上衍变。THS经历了三代的技术发展,搭载的产品已经开始覆盖各个级别,目前也占有着全球80%的混动市场份额。

  从上个世纪70年代末期的能源危机开始,美国政府意识到了发展新能源汽车的必要性,之后一系列的政策法令支持,让各企业的新能源技术研发迎来了春天。尤其是1993年,克林顿总统发布了著名的“未来汽车合办计划(PNGV)”(广泛应用的仿真软件Advisor 2002来源于此计划),从此新能源汽车开启国家战略层面的联合作战。在二十世纪末期,通用和丰田在北美都是受益于PNGV计划,也是在这一时期都开始采用同一种技术路线:功率分流式电驱动技术(即Power Split)。

  在通用的整个新能源的发展轨迹里,在经历过上个世纪九十年代的纯电动车型EV-1,二十世纪初的氢燃料电池车型Equinox、双模式完全混合驱动系统车型凯迪拉克ESCALADE、纯电动的EN-V、EV和SPARK、第一款增程式混动车型沃蓝达等车型的技术积累后,通用在2015年开始摘取在新能源领域积累的果实。先后推出技术较为成熟、领先的纯电动车型BoltEV、以及基于GEN2 Voltec电驱技术打造的混动车型沃蓝达二代、迈锐宝XL混动、新一代君越混动,CT6 PHEV等。

  双模式完全混合驱动系统为后续通用的混合动力研发奠定了深厚基础,双排行星轮与多组离合器的构型是通用目前GEN2 Voltec电驱技术的雏形。双模混动的双排行星轮结构拉开了与丰田THS的差异,但在结构紧凑性、电池管理、成本以及集成度上决定当时技术只能运用在凯雷德这种大尺寸车型上,但第二代VOLTEC在电控技术、结构紧凑性与布置空间上的优势使其在现今产品上逐步超越丰田。通用目前基于核心技术Gen2 Voltec电驱技术打造了最新的混合动力系统平台,包括前驱与后驱两个平台,涵盖HEV\PHEV\EREV等车型。

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