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日系车的混合动力技术有什么区别? 第1页

  

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作为一名汽车爱好者,关注混动技术已经有15年了。在电动车日新月异的大背景下,又一车企巨头抛出了全新的e-POWER技术,可谓一枚重磅炸弹,让很多国内新能源车企倍感压力。

e-POWER技术究竟有什么技术优势?为什么e-POWER技术会让各车企面临很大的压力呢?

在介绍e-POWER之前,我们先聊聊混动,两田的混动是最具代表性的。首先,我们先了解一下闻名江湖的丰田THS混动技术。

THS混动技术发展到今天,已经历了4代技术升级与优化。从第一代总成衍生到今天的第四代,可谓每一代总成针对上一代总成存在的软肋做了实质性的技术突破,技术已经精进了不少。E-CVT本质上它是一种动力分流装置,结构设计与传统CVT完全不同。前两代采用了一套行星齿轮组同轴设计结构,第三代采用了两套行星齿轮同轴结构设计,第四代采用了一套行星齿轮组平行轴设计结构。

从结构看,相对比较简单,它的优势就是通过对双电机转矩的控制,利用一套行星齿轮结构实现了动力衔接的丝滑过渡,这也就是丰田第四代THS 的高明之处。这里面软件控制逻辑,那才是核心所在!一套单项离合器巧妙的设计,实现了双电机的纯电驱动,不得不说丰田的工程师们在THS的优化上做了不少贡献。

我想很多读者会问,这么说丰田的THS结构是不是就是完美无缺一款产品呢?可以肯定的是这款结构并不是绝对完美的产品。

正所谓,“成也萧何,败也萧何”此话怎讲呢?THS的结构设计巧妙之处就在于运用了行星齿轮的结构调整了传动比和动力需求,另外通过反转的电机提供了多种能量的组合,带来的好处就是动力衔接的丝滑过渡与电池设置不用太大,在整车轻量化提供了有效保证。THS的缺点也正是受制于这套行星齿轮结构。当发动机、1号电机与2号电机同时发力时,因为齿比的限制,发动机输出特性相对被行星齿轮束缚,实际发挥不到极致。另外,受制于行星齿轮的架构,纯电驱动中高速巡航时,为保证发动机介入的平顺性,电动机除了输出动力以外,还要带动行星架和发动机共同旋转,此时发动机并不会点火喷油,但活塞依旧在电机的反拖下往复运动,上述的缺点直接导致了THS在性能车上一直没有太大突破。

接下来,我们聊一下本田的混动技术。本田的混动技术与丰田的混动技术最大的区别在于,本田的I-MMD可以实现单独的发动机驱动。这主要是因为本田使用了并联的混动技术,简单的说本田的混动是通过不断的切换动力来源,而丰田的混动则是不断的调整各个动力来源的比例实现。

本田i-MMD使用了三种动力输出的方式。第一:低速模式(纯电驱动),由电机直接带动减速齿轮输出。第二:在电量不足或者动力需求较高的情况下,i-MMD依然采用单电机驱动,此时发动机会启动介入,但是并不直接参与驱动,只是扮演的发电的角色,给驱动电机供电,多余的电量存储在电池当中。第三:就是在高速巡航阶段,采用发动机驱动,因为高速情况下,发动机的输出效率要高于电机的输出效率,此时通过离合器结合,直接将动力传递至车轮。其优点就是发动机直驱的方式有效的减少了动力转换过程中的能量损耗。

从原理上看,i-MMD所需要做的控制层面的工作会更纷繁复杂一些,但是发动机、发电机、电动机之间不必要的相互牵制有所减少。譬如电动机直驱和发动机直驱的时候,理论上可以实现比THS更少的无效负载,不用受到行星齿轮速比的限制。当然,其缺点就是更多地依赖离合器来控制动力流,理论上带来的顿挫感也会更多、更明显一些。

前面我们介绍了丰田与本田的混动,那么我们就进入今天的正题,介绍一下有着“技术日产”称号的看家电驱技术e-POWER。日产的e-POWER在日本本土首发,持续畅销,直接突破50万台。NOTE e-POWER斩获日本紧凑级车型3连冠,SERENA e-POWER连续2年获得日本最畅销MPV车型。说明相比两田, e-POWER要更得到日本国民的青睐!要知道在日本这样的汽车强国,新技术一经投入,就能力压群雄,说明日产这套技术确实有它绝对的优势!

东风日产在2021年成功导入了e-POWER技术,首先搭载e-POWER技术的车型是轩逸,我们知道轩逸在没有e-POWER技术车型时,就已经是家轿之王,月销量稳居全国第一,2021年更是卖出50万台左右。如果这款e-POWER轩逸爆红,轩逸第一的江湖地位,恐怕再无车型可以撼动!

e-POWER技术究竟是一套什么样的先进技术,能在日本如此畅销呢?首先,e-POWER是一种融合动力。何谓“融合动力”,其实就是把燃油车与电动车技术的优点完美的融合起来,这就需要拥有强大燃油车技术和电动车技术底蕴,缺一不可。仔细研究日产的历史背景,我们得知,日产汽车公司不但拥有90年燃油车技术,而且还有着70年电动车技术的深厚底蕴,e-POWER融合动力应世而生,好像也在情理之中。

在一辆汽车上实现燃油车与电动车技术的融合,已经有太多先列。例如前面介绍的两田混合动力车(HEV)、插电式混合动力车(PHEV)、增程式电动车(REEV),走的就是这种技术路线,但是搭载两套系统,无需外接充电,而且能够实现100%纯电驱动,市面上以前一直没有。这款e-POWER却做到了。不用充电的电动车这正是很多车主追求的驾驶感觉。

有人说,日产的e-POWER和增程式电动车(REEV)是一条技术路线。这样说的人,估计是对技术不太通透的人。其实它们可以说是完全不同,技术路线也完全不同。

增程式电动车看似与e-POWER一样都拥有发动机、发电机、逆变器、驱动电机与减速器等,但是懂技术的人员,一定会发现这二者的不同。首先增程式电动车从这个名词大家就应该知道,它的核心是“增程”,也就是增加行驶里程,搭载的是传统的蓄能型电池,是需要充电桩充电,这就是常用的一种模式,但是它通过搭载发动机与发电机,在电池电量不足的情况下,通过发动机带动发电发电,然后驱动车辆,增加了纯电的续航里程,其优点是解决了车主续航焦虑的问题,但是车主依然需要充电桩,如果不用充电桩,只是单靠发动机发电驱动车辆,由于车辆本身安装的储能型电池(电池一般600斤左右),再加上发动机、发电机、逆变器与驱动电机,车总重妥妥的超过2吨以上,加上乘客,油耗没有优势,归根结底油耗的优势就是通过充电换来的。增程式电动车一般发动机不参与直接驱动,所以用的发动机都是小排量发动机,由于用的电池不是功率型闪充闪放的电池,用发动机带动发电机发电,从技术的维度分析,会有两种结果产生。其一:充电速度受到影响,简单的说,充的电不够用的,会导致车辆动力性下降。其二:要想保证充的电够用,驱动这样庞大吨位的车辆,需要更高的发动机转速发电,油耗绝对低不到哪里去,因为国产发动机还没有进展到省油超过日本发动机的水平。值得考虑的是一台车上搭载了两套系统,能量效率转化是关键,这也是核心技术关键所在。搭载两套系统,多了很多部件,第一:成本造价不会便宜;第二:如果没有核心技术让这些部件轻量化,车身就必须要选择高强度非承载式车身,否则车身刚度不够,会带来一系列的安全风险与底盘故障,但是核心零部件的轻量化是根硬骨头,一般车企很难做到,除非具备非常强大的核心研发能力。其次,车企都在想尽一切办法,做车辆轻量化研究,目的是提供更好的操作性与燃油经济性。因为车身一旦自重过大,势必导致车辆操控性能下降及油耗上升,操控性对驾驶员的行车安全有着重要的警示意义。

日产e-POWER同样搭载了两套系统,与增程式电动车部件几乎相同,但是技术路线却完全不同。实现了300N·m的超强动力与3.9L/100km市区工况油耗优势。e-POWER不需要充电桩(节省了客户购买充电桩的银子和充电的时间),根本没有续航焦虑,何来增程,所以技术路线完全不同,这款车的三大核心技术是高效发电,闪充闪放,全时电驱。车身自重仅有1.471吨,究竟轻量化是如何实现的,我们就得从部件入手,e-POWER搭载的是日产自主开发的最先进的HR系列发动机,以质量轻、省油、耐用、稳定的美誉在业界闻名,搭载在日产多款畅销车型上。对汽车行业技术有了解的技术大咖都知道,玩喷油器,日产是汽车行业的老大,这也是日产车为什么很省油的关键技术之一。搭载的发电机、逆变器与驱动电机都是日产70年一步一步研发进化出来的精品,在日产铃风及纯电车型都有搭载,不但技术可靠,而且已经实现最大程度的轻量化。最重要的一个部件电池包,一般电动车都要700斤左右,日产纯电EV电池包也要600多斤,然而e-POWER搭载的电池包,采用的是日产全新的BMS电池管理技术,采用的是功率型电池,它可以实现万分之一秒的闪充闪放,与传统电动车储能型电池不同。储能型电池,追求的是续航里程,需要外接充电实现,而功率型电池,就像是一个短跑运动员,爆发力极强,而且这种爆发力的能量来源,源源不断的由日产开发的智能发电系统提供(发动机+发电机),保证了这款车有充沛的动力来源。

这款功率型电池体积小,重量轻,安装在车内驾驶员与乘客侧座椅底下,所以车辆自重轻,可以实现汽油车的操控,就相当于乘客侧坐了一个人,丝毫不影响车辆加速及弯道操控能力。即使电池包在行驶了20万公里之后,电池健康度(SOH)有所下降,也丝毫不影响其性能,因为只要车辆可以启动,它就可以实现瞬间闪充闪方,然而起动车辆的电量很小,从这个技术逻辑上分析,买了这款车,后续电池性能衰减问题,客户大可不用去担忧了。

日产之所以有这样的重磅技术,完全是这么多年的技术沉淀,其实核心的技术都是一点一滴积累的,在碳达峰的大背景下,大家都想分这块新能源蛋糕。电池管理系统及电控技术的核心,那可不是一朝一夕的事情。我想各大车企在混动的路线上都摸索了很久,估计也有考虑过e-POWER这种技术路线,但是如何实现整车轻量化,如何做到闪充闪放,如何将两套系统完美优化与融合,实现动力更强更节油,有太多的技术壁垒需要攻克,尤其是核心的电脑程序控制领域是很难突破的点,而日产做到了。保守的估计e-POWER会是所有新能源车的一个强劲对手。

那么e-POWER就完美了吗?也并非如此,它的痛点就是不能上绿牌。

丰田THS,本田i-MMD与日产的e-POWER,其实大家都在向着纯电驱动的方向走,丰田与本田的技术虽然各有所长,但是都没有做到100%纯电驱动,日产却做到了。正所谓大繁至简,日产其实是在混动的基础上做减法,让油与电两套系统更独立,各自发挥自己的最大优势,然后把油电技术融合起来,油发电,纯电驱,各司其职,融合唯一。日产这套技术做到了比混动更混动。那么比混动更混动的技术是什么呢?毫无疑问,那就是纯电驱动,总体而言日产的e-POWER,让其结构变得更简单更纯粹,确实不愧“技术日产”这个称号。

总结日本三大车企的混动特点,丰田THS技术就像是柔道,以柔克刚;本田的i-MMD就像是跆拳道,来的更加粗暴直接;日产的e-POWER就像是中国功夫,内外合一,刚柔并济。

我从技术路线上分析了这么多,想必大家已经了解清楚了,有需要购车的小伙伴,不妨去了解并试驾一下这款e-POWER。




  

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