動力技術的變革
汽車過去一百多年主要是由傳統車統治的,它的優點大家都比較熟悉,就是產業鏈非常成熟,大家在這個機器上玩了百年,什麼花樣都玩過了。它是一個迷人的機器,發動機的聲浪、換擋的節奏感都是非常讓人熱血澎拜和着迷。但隨着油耗、環保及排放的法規的越來越嚴格,發動機的可挖掘空間越來越小,邊際成本越來越大。
一個變革的路徑就是將汽車電動化。
很明顯未來是100%電動化的純電動汽車,它具有很多傳統車所不具備的優勢,比如動力加速快,動態響應很好,安靜,同樣里程的能源價格更低,汽車本身不排放污染物;但缺點也比較明顯,就是續航里程短有旅程焦慮,沒充上電不能跑,很多地方沒有快充電樁,充電速度慢且不便利。目前電動車使用起來還有諸多的不便。
有沒有什麼能綜合這兩種車的優勢: 既有電動車的低能耗強動力的優勢,又有傳統車的使用便利性呢?那就是結合了兩種車特點的混合動力汽車了。
混合動力汽車使用了兩種以上的能量來源,電動化程度介於0電動化的傳統車與 100%電動化的純電動車之間。混動車既可以使用純電模式行駛、又可使用發動機驅動行駛、還可以發動機和電動機兩個一起上。兼具了傳統車和電動車兩種車的大部分優點。
不排除以後排放法規嚴厲到要求0排放的程度,但在未來幾十年內,我們的大部分汽車上還會有發動機的存在,混合動力汽車是目前既符合法規要求,同時又提升使用體驗感的汽車技術。
不同風格的混合動力系統
如果將混動車再拆分下去,會有兩種典型不同的風格的技術流派。
一種是以日系為代表的HEV,它的特點是電池的電的根源完全來自於發動機發電。
一種是PHEV,它的電池的電可以是來自發動機,也可以來自電網充電。PHEV相比BEV 它的最大區別就是,它多了一個發動機這個可以解決旅程交流問題的部件,它還可以加油啊!
例如,
GTE是大眾的PHEV品牌技術,是一個很典型的區別於日系混動的技術。
大眾向來喜歡用GT+X來命名旗下高性能的技術品牌,如GTI、GTD等,從用GTE來命名這個混動系統可以看出它的位置。
大眾過去在動力性,燃油經濟性以及駕駛體驗的技術都有領先的優勢,在這樣強大的技術優勢加持下,所以GTE也會在硬件選型和控制策略優化上下功夫,比一般的PHEV更加強調動力強,能耗低,駕駛體驗更佳。
以邁騰GTE為例,GTE是一個P2架構的混合動力技術。
混動技術的所謂Px是指電機在動力系統中所處的位置,GTE的電機是在P2的位置,電機位於發動機變速箱之間,且集成到變速箱內部。電機與發動機之間增加C0 離合器,以用於結合或分離發動機和電機。
更具體直觀一點的話,邁騰GTE的系統核心構成是這樣的。
· 一台1.4L發動機,額定功率是110kW,最大扭矩是250Nm。
· DQ400E 6速DSG變速箱
· 介於發動機和變速箱的電機,額定功率是85kW,最大扭矩是330Nm。
· 雙質量飛輪、離合器系統、冷卻系統等
GTE是什麼樣的混合動力系統
混合動力系統最關鍵的核心是發動機、變速箱以及電機;這是看得見能摸到的硬件部分;摸不着的是混合動力控制系統,也就是偏軟件和控制部分,GTE的混動系統具有很多鮮明的特點。
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發動機和電動機的動力參數強勁
· 混合動力車最關鍵的就是動力系統。GTE的發動機使用的1.4T 的C6發動機PHEV版,相比傳統的版本做了很多強化。
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邁騰GTE的混動系統的最大輸出功率是155kW,最大扭矩是400Nm,下圖是GTE的動力曲線與大眾久負盛名的EA211 TSI發動機的曲線比較。從動力曲線上看,這個動力曲線也是比日系的HEV混動系統的好的。
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變速箱的引入提升了平順性又保留了節奏感
Comment by Zhang.Jianyang.vw: 咱們這個雙離合相比E-CVT變速箱的優勢在傳統效率,性能,對加速變速的反應速度上,這方面要突出。
· GTE配備的變速箱是DQ400E 6速DSG變速箱,是大眾的成熟成熟的DSG變速箱技術沿用潛移到混動系統的應用。
· 這款變速箱的特點是離合器控制系統採用的是電子液壓控制,扭矩控制細膩精準,同時它的拖曳扭矩很小,傳動效率比較高。
· 日系的功率分流採用的E-CVT變速箱,E-CVT突出無級變速平順性、強調經濟性,但也失去了部分駕駛的加速響應和有節奏感的體驗。
GTE混動系統DSG的變速箱,大眾這款明星級別的變速箱在傳統車上已經應用非常成熟,在平順性和燃油經濟性上的優秀表現有目共睹,適配了混動系統後,不但有了更好的經濟性,同時有保留了很強換擋的節奏美感和加速快速響應感受,而不是一般HEV的平淡無奇的無級變速感。
此外,
電機的引入,將會大大地改善換擋過程的平順性和感受。
在傳統車上的換擋過程中,由於兩個擋位的離合器一個鬆開、一個結合的過程中,會有很短時間內的動力不平順,加速過程有猶豫感。一個典型的工況就是有點車踩下油門需要猶豫等一下再走,這個是因為降擋過程有短暫的動力中斷,而在GTE這樣的混動車型中問題將會基本不出現,因為這個等待的過程中,電機的扭矩可以直接頂上輸出,開起來的感覺會響應更快,動力更足。
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GTE可支持5種駕駛模式
· 混動汽車通常會有2種以上的駕駛模式,一種是純電行駛EV模式、一種是hybrid模式,邁騰GTE有5種,用公式表示就是GTE=EV+HEV+GT*:除了EV外,還有GTE(運動)模式,hybrid則分3個小細分-Hybrid Auto(混動行駛模式)、Hybrid Hold(電量保持模式)和Hybrid Charge(電池充電模式)。
· GTE的EV續航里程為56km,通常會採用EV模式起步,在擁堵路端或短距離駕駛,EV模式是非常適合的。GTE混動系統的設計EV模式的最高時速可以達130km/h。
· 在GTE模式下,是體驗極限性能和強勁動力的時刻。發動機和電機都會進入到全性能輸出的狀態,發動機接入會更加積極,油門響應會更迅猛。
· Hybrid的三種模式則是分別針對了①日常駕駛、②保持當前電量以便後續使用電動模式及③饋電場景,當電池電量比較低時,可以通過能量回收和發動機主動工況偏移來補充電池電量。在發動機可以主動偏移工況的情形,由於是到低油耗運轉區域同時補充電量,發動機運轉效率非常高的,此時能耗也可以做到比非混動低。
· 制動能量回收系統
· GTE採用的是eBKV制動能量回收系統,支持4個級別的能量回收。當車輛滑行或踩下制動踏板時,GTE的電機可以切換到發電模式,通過倒拖電機來發電將能量回收到高壓電池包中。GTE的eBKV系統可以根據踩下制動踏板的程度來智能調節能回收的能力,同時保持剎車過程中車輛的駕駛平順性。
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GTE系統的動力性及經濟性表現俱佳
· 前面説了混合動力綜合了傳統車和電動車的優點。這點從GTE的性能表現就可以看出。
· GTE是一個完整的混動系統架構,它是和很多除了動力系統之外的功能是協同工作的,形成一個完整的技術功能架構,很多控制和傳統車一樣的功能都經過了專門混動架構的專門適配和調校。
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在GTE這樣強勁的混動系統的下,整車的動力性和經濟性都能保持非常優異的表現
:邁騰GTE這個級別的車在動力性表現方面百公里加速7.7s,同級別的傳統車型的加速時間通常在8s以上,最高時速200km/h;經濟性方面則是NEDC標準工況的油耗 1.8L/100km,饋電工況下邁騰GTE的油耗為5.9L/100km,純電綜合電耗16.5kWh/100km,純電續航里程為56km。綜合來看,邁騰引入了GTE混動系統之後,動力性能提升了,經濟性大大提高了。
未來混動技術的發展
· 目前,電動化已經是行業的發展趨勢。儘管電動車勢頭很猛,但從所有汽車銷量數據來看,純電動BEV的銷量仍然是很小的一個比例,而像大眾等這些知名品牌陸續推出邁騰GTE這樣的混動車型的來看,汽車廠商們既選擇了混合動力這條路,也有佈局BEV這條路。未來混合動力車型兼具了傳統車和電動車有點的車型仍然是增長的市場。 Comment by Zhang.Jianyang.vw: 總結時要説一下GTE的優勢,不犧牲性能、高燃效、能享受國家政策等等
· 像GTE這樣的混動車有着不俗的性能,能耗比傳統車低,沒有純電動車的里程焦慮,有着傳統車的使用便利性,還能享受國家的新能源補貼政策,這是一個性價比非常高的選擇。至少從我個人角度來看,當下我會更願意選擇一輛混動車型,直到純電動的成本下降到足夠低,低到我願意忽略里程焦慮,我才會考慮買一輛BEV。