2022年,混動突然火了。
過去很多年,混動在中國市場施展不開拳腳。在老百姓的認知中,它比汽油車貴,又享受不到純電動車的很多優待。
但是今時不同往日,一邊燃油車退出歷史舞台已成必然,另一邊純電動車大規模普及尚缺乏基礎條件,再加上持續飄紅的油價,混動反而成了老百姓當下購車的最優解。
而混動的山頭也不再是日系獨佔,如今插滿了自主的大旗,比亞迪的DM-i、長城的檸檬DHT、長安的藍鯨iDD、傳祺的GMC 2.0、上汽的EDU、吉利的雷神混動、奇瑞的鯤鵬DHT……
這甚至給人一種錯覺,彷彿自主品牌們一夜之間就破解了困擾它們多年的技術難題。
事實當然並非如此,混動對自主品牌來説是比純電更難啃的骨頭,要繞開日系技術的專利封鎖,要打破外資品牌在核心零部件上的技術壟斷,還要讓產品更加適合中國路況、符合中國人的用車習慣……
每一個小山頭想要攻破都並非易事。
“兩田”之外
“世界上有兩種混動技術,一種是豐田,一種是其他。”這曾經是混動領域的至理名言。
在混動界,豐田確實是老大哥,1969年就開始技術研發,1997年推出了第一代THS混動系統。
豐田做混動的出發點就是讓節油效果最大化,追求極致的發動機最優能耗,為此不惜捨棄一部分動力性。它採用的功率分流式油電混動技術,最核心的是一套行星齒輪機構,而且為此申請了專利。
所以在豐田之後,其他車企只能繞開依託於行星齒輪的功率分流式混動技術做文章,在串聯、並聯和串並聯式之間做選擇。
串聯式是結構最簡單的,驅動靠電動機,發動機只負責發電,它還有個如今被大家熟知的名字——增程式。
幾年前通用汽車推出過幾款串聯式混動車,但是市場接受度不高,它的最大問題就是中高速且匱電工況下,油耗比汽油車還高。
歐系車企選擇了另一種結構也相對簡單的方式——並聯式,在燃油車的基礎上加一套電驅系統就能實現,但極為依賴外部充電,也存在匱電工況下高油耗的問題。
同為日系的本田推出的i-MMD混動系統,選擇了串並聯式,發動機既能充電,也能直接參與驅動,動力相對更強。
但是i-MMD混動系統也有短板,因為只有一個檔位,發動機介入驅動的時候無法變速,所以介入的條件很苛刻,中高速路段動力表現仍然是弱點。
球拋到了自主品牌手中,到底應該選擇哪種模式?
“最早不管是比亞迪也好,還是吉利、長城也好,大家都跟着歐系做了並聯混動,但是嘗試過後發現並不適合中國市場,主要是匱電時節油率不理想。”
一位參與長城檸檬DHT技術研發的工程師告訴我們,意識到並聯混動不適合中國市場後,包括長城在內的大多數自主品牌都轉向了雙電機串並聯的方案。
2018年,長城汽車立項研發全新的混動平台,也就是如今的檸檬混動DHT系統。
這套系統擁有EV行駛、串聯驅動、發動機經濟直驅、發動機動力直驅、並聯驅動和能量回收模式在內的6種工作模式,不管你駕車時處在起步階段、擁堵路段還是高速超車場景,長城自主首創的雙電機HEV架構可以智能切換與之相適應的工作模式,讓車輛在全場景、全速域下都能擁有最佳表現。
“而針對消費者普遍反映的混動車中高速行駛時“太肉”,加速沒勁兒的問題,長城的工程師們選擇另闢蹊徑,“通過大量的仿真分析,和蜂巢動力(注:原屬長城汽車旗下的零部件部門,後獨立運營)的夥伴們反覆研究討論,我們發現加入兩檔變速機構後,發動機能更早介入驅動,彌補了性能上的不足。”
更多的擋位能降低發動機介入驅動的條件,據説本田下一代的i-MMD也會多增加一個擋位,其他自主品牌甚至已經推出了三檔混動技術。
但是對混動來説,檔位並非越多越好,“搞研發就是斷舍離,不光要考慮性能,還要考慮空間佈局、成本、安全性各個方面的綜合效果。”
最終經過反覆論證,長城檸檬DHT選擇了雙檔串並聯這個兼顧油耗、動力、平順性和NVH的最優解。
在知乎上,有人試駕了長城魏牌瑪奇朵DHT後寫道,“世界上有兩種混動技術,一種是長城,一種是其他。”
零的突破
技術路線選定了,只是第一步。
要研發出具備完全自主知識產權的混動技術,繞開外資品牌的技術壟斷,從平台到架構甚至核心零部件的開發都要從零開始,即便是發動機軸瓦這樣一個零部件,也會成為前進路上的攔路虎。
蜂巢動力的工程師對此印象深刻,“混動發動機不是一直在工作,面臨更頻繁的起停,軸瓦磨損嚴重。”
做樣機測試的時候,工程師發現軸瓦磨損後不僅引發發動機異響和油耗升高,情況惡化下去還有可能導致發動機報廢,問題很棘手。
項目組緊急拿出了5種設計方案,經過仿真模擬計算和大量試驗後選定了其中一個,在軸瓦表面增加了耐磨塗層提高可靠性。
最終通過總計超過1600小時的台架驗證和100萬公里的整車耐久試驗,軸瓦磨損問題沒有再出現過。
更多的難題還在前面等着攻克。
4B15D發動機上需要搭載一個VGT增壓器,兼顧高低速的動力輸出同時減少泵氣損失、降低油耗,還能耐受更高的排温,實現更低排放。
但是温度越高,就意味着控制VGT截面變化的轉動銷發生高温粘結的風險就更大,如何設計增壓器葉輪、流道獲得更高的效率,同時提升VGT轉動銷/軸的耐久可靠性,這些技術之前都是外資壟斷的。
求助於人自然是最便捷的,但這意味着在核心零部件上長城依然會受制於人,所以工程師們決定自己啃下這塊兒骨頭。
開發過程中各種麻煩接連出現,VGT高温下卡滯、葉片磨損異常、渦殼開裂……不過這些沒有讓團隊打退堂鼓。
“我們選了10多種耐高温材料,重新匹配配合零件材料和TMF模擬分析,進行結構優化,又經過了5000小時以上的台架試驗和30萬公里以上整車搭載驗證,最終推出了一款耐高温、耐磨且成本均衡的VGT增壓器產品。”
這個擁有19項專利的增壓器產品如今成為了蜂巢動力的拳頭產品,而在這兩年半的研發和試驗驗證過程中,像這樣難啃的硬骨頭對檸檬混動團隊和蜂巢團隊的工程師們來説,已經是家常便飯。
脱胎換骨
除了攻克技術難題,一個涉及長城汽車內部如此多團隊的超級項目,部門之間的協同也是一個大難題,尤其要在兩年多的時間內實現從立項到技術發佈,極為考驗團隊間的協作力。
長城汽車挺得過明年嗎?很多人都對2020年長城汽車成立30週年之際,董事長魏建軍的這句發問記憶猶新。
而魏建軍給出的答案,就是對整個長城汽車組織架構的變革與顛覆,提出了“扁平化”的管理模式和“強後台、大中台、小前台”的組織型態。
事實上,從2018年檸檬混動DHT項目立項開始,長城內部就已經嘗試這種新的管理模式了。
“項目初期魏總就要求成立一個執行力很強的大項目機制,技術中心的規劃、設計、研發團隊,零部件這邊蜂巢的發動機、變速箱、電機、電池的團隊都在這個部屋裏,定期例會、聯合調試、聯合彙報。”
參與研發的工程師説,每一個技術方案的審核,魏建軍都親自參加,做到了從高層到每個團隊的工程師,大家都對整個項目進展有整體的瞭解,清楚每個環節的進度。
產品落地後,這種扁平化的科技公司管理模式也有助於後期的產品優化升級。
“可能以前搞研發的人就只關注自己這塊業務,聽不到客户的需求,但是現在以車型為作戰單元,我們能直接聽到客户的聲音,每天都有4、5條真實的反饋,我們再去基於這些意見做評估,哪些是合理的需要改進。”
傾聽用户最真實的聲音,不只是魏建軍對研發人員的要求,也是他一直以來身體力行的。
幾個月前,魏建軍的郵箱裏收到一封普通車主的郵件,洋洋灑灑5000字的長信提了60多條建議,讀完信後魏建軍馬上召開了一場高管會,並把這些建議分門別類指派不同部門的主管去研究、改進,還派人找到了這位客户與他面對面交流。
而這樣的用户來信,魏建軍每個月都會收到,不管是褒是貶,他都認真對待。
相互成就
兩年多的時間攻克混動的技術難題,長城的工程師們承受了怎樣的壓力可想而知。
以做標定的團隊舉例,14個人的團隊,去年就完成了70多個項目,“我一年在公司可能就待兩三個月,大部分時間都在外面跑。”
不僅如此,如今長城汽車作為全球化品牌,在許多國家地區都有業務佈局,開發工作也要應付時差,“經常是白天處理完國內的工作,晚上巴西那邊上班了,再和那邊對接。”
不過在工程師看來,相比過程的艱辛,項目最終給予他們的成就感和富足感是更寶貴的,尤其是曾經有過合資公司研發經歷的工程師,感觸更深。
“我最早在合資品牌工作過幾年,像這樣自主開發一個混動項目是不敢想象的,(外方)不給你這樣的機會,你就去把拿來的產品做國產化就好了。所以能像長城這樣提供給你一個平台,自己主導研發,尤其是對於年輕的工程師們來説,是很難得的鍛鍊機會,成長會非常快。”
除了成就感,吸引工程師們的還有新鮮感。
“什麼東西干時間長了肯定會有疲憊或者乏味,長城的產品技術迭代很快,我們總要面對新的挑戰,可以接觸到新的技術,總是感覺自己在學習的路上,個人能力一直在提高,這也是我們能夠堅持下來的原因之一。”
用一位長城工程師的話説,“人與項目彼此成就,是人生最好的一個狀態”。
結語:
“死也要變革,不變革就得死,死了也在所不惜。”
這是追求極致的魏建軍曾經説過的一句話。在外界看來,長城汽車對技術和研發近乎偏執的投入,甚至有些難以理解。
但是在長城人看來,汽車產業向電動化、智能化轉型的機遇下,留給中國品牌躋身國際主流的窗口期只有這麼幾年,抓住了才能活下去,抓不住就只有被時代淘汰。
所以在混動這樣關鍵技術的研發上,“倔強”的長城沒有選擇讓別人卡住自己的脖子。別人走過的路好走,摸着石頭過河很難,但是自主研發點燃的火才是真火,只有真火才是吹不滅,也澆不透的。