特別策劃丨殊途同歸(上):上汽“3.0T”與比亞迪DM-i的技術PK

日前,上汽榮威發佈了“3.0T綠色澎湃動力‘平價策略’”。這個“3.0T綠色澎湃動力”其實上汽早就發佈過,並已經在榮威RX5 eMAX、RX5 ePLUS和i6 eMAX,以及名爵領航PHEV等車型上裝配。雖然名字很高大上,但本質上它就是上汽的第二代PHEV動力總成。

無獨有偶。PHEV領域的領軍品牌比亞迪,近日也有大動作,那就是它的DM-i也開始逐步落地——唐DM-i、秦PLUS、宋PLUS DM-i版都已開啓預售並將陸續上市。

為什麼同時將這兩項技術放在一起説?為什麼要提到“殊途同歸”這個詞?這將是我們討論的重點。作為上篇,我們還是先聊技術——都是PHEV,它倆卻有着截然不同的技術流,這是我們認為二者“殊途”的主要原因。

特別提示:

PHEV在純電工況下的技術差異本質上屬於“純電技術”範疇,所以不是本文討論的重點。例如採用了多牛叉的電機技術、配備什麼樣的電池,純電續航多少等等,我們就不展開了。

我們關注的,是它在“混動”層面的表現。也就是虧電狀態下,如何能夠實現更好的駕駛體驗和節能減排。另外就是成本控制優勢——畢竟,本文的一個重要前提是:“平價”。 

DM-i:在電機和發動機上做文章

DM-i的技術流派與DM-P有很大不同。關於比亞迪的這個沿革思路,我們還會在下篇中詳述。

DM-i總共配備有兩個電機,一個只發電,一個只驅動。然後再疊加一個“混動發動機”和一個EHS機電耦合單元。

特別策劃丨殊途同歸(上):上汽“3.0T”與比亞迪DM-i的技術PK

最常見的運行邏輯,自然是剛開始用純電。當電池電量消耗到一定程度後,系統會根據車主的設定適時啓動發動機。這時候發動機不直接參與驅動,而是帶動發電機發電。產生的電量用提供給電機,多餘的電量則存儲在電池中。當電池電量上升到一定水平後,發動機停止運轉,繼續用純電驅動,如此往復。

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是不是感覺似曾相識?沒錯,本田的i-MMD的工作原理大體也是這樣的。

當然,實際應用中不會這麼簡單。例如系統會根據工況的不同來控制發動機的啓停時點,而不是單純的電池電量多少。事實上,這套結構的“硬件”並沒有太多含量,誰都會做、誰都想得到。難的,就是控制系統——只有邏輯正確,恰到好處地控制發動機的啓停,以及讓發動機最優化的運轉,才能達到理想的節能效果及駕駛體驗。

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從實際表現來看,比亞迪的這套DM-i相當不錯,這也是DM-i廣受關注的原因之一。

除了以上常見的工況以外,DM-i還有發動機直接驅動的模式——這主要是對應高速巡航工況。沒錯,這也和本田很像。

另外,DM-i還可以實現發動機和電機同時驅動,在特定工況下(如中高速超車時)能進一步提升車輛的加速能力。

以上是基礎原理。DM-i的特色,或者説努力方向,除了雙電機配備的思路、EHS的控制程序優勢以外,另一個努力方向就是發動機。這也是我們稱之為“混動發動機”的原因。

很多人都知道1.5L版本DM-i的發動機最高熱效率能達到43%。這並非噱頭,因為比亞迪在設計這款發動機時,是完全按照混動規格來的。換句話説,這款發動機如果只用在燃油車上,結果會是“這車根本沒法開”。

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瞭解發動機技術的人應該清楚,發動機最難的,就是中低速工況的運轉,以及如何調校出一條理想的扭矩輸出曲線。常規發動機為了做好這個工況,不僅費時費力費功夫(成本高),而且還要對高效工況的運轉做大量妥協。有了混動以後,發動機的標定就可以徹底放棄中低速段,而集中精力將中高速工況的效率做到極致。

這是一套系統工程,大家津津樂道的阿特金森循環、15.5:1的超高壓縮比等等都只是表象。注意,這麼做的好處不光是燃效高,而且成本低——很多常規發動機的所謂先進技術,對於這種“混動發動機”來説都純屬多餘,例如直噴、雙VVT等等。所以這款發動機不僅燃效奇高,而且成本更低、體積更小。

特別策劃丨殊途同歸(上):上汽“3.0T”與比亞迪DM-i的技術PK

1.5T版本也類似,只是相對1.5L而言稍稍更側重功率提升,效率則有所降低。

這也涉及到DM-i的另一個特點:它擁有多個版本,不僅發動機有1.5L和1.5T,電驅部分也有EHS132、EHS145和EHS160的區別(數字代表功率)。

小結:

努力方向:

1、通過雙電機和避免發動機(中低速)直驅提升效率

2、利用電驅優勢,設計極致高效、結構簡單、成本更低的“混動發動機”

3、機電耦合控制系統的研發(特別是各種特殊、複雜工況下的表現)

努力的結果:

1、絕大多數工況下駕駛,動力輸出特性會接近純電動車

2、發動機可以更多規避低速啓動,綜合靜謐性體驗優於過去的單電機DM-P

3、虧電油耗大幅度降低,可以達到豐田THS II、本田i-MMD的水平

4、成本低於DM-P

上汽“3.0T”:在變速器上做文章

從官宣來看,上汽的這套1.5T PHEV經歷了兩代的迭代,但事實上,這兩代技術從基礎邏輯上是沒有承襲關係的。

有趣的是,從大類來看,第一代更接近於比亞迪的DM-i,即同樣採用了雙電機的策略,變速器只有兩擋,並且大多數工況下會以電驅為主。當然這只是從大類來説,具體的細節和性能特性差異很大,這裏就不展開了。

而到了第二代,則從大類來説更接近於比亞迪的單電機DM-P。例如它只配備了一個電機,配備了功率強大的1.5T發動機,以及多達十個擋位的變速器等等。

注意,這裏説的仍只是大類,而且也只是“接近於”。上汽技術上最大不同,亦或者説創新之處,就在於它這個十速變速器(第二代EDU)。

關於這款變速器的結構相信很多人都有所瞭解。它的“十速”其實是組合出來的。它總共配備了兩個AMT變速器。一個六速給發動機,一個四速給電機。當然,十速也不是簡單的6+4=10,而是通過一套複雜的組合與算法得出的“動力輸出方式”。

為什麼説叫動力輸出方式呢?因為它並不是一種簡單的傳動比組合。

我們還是從行駛工況來理解。

剛開始都一樣,純電行駛。當電池下降到一定幅度時,發動機會啓動。這時候既不是發動機發電,也不是發動機直驅,而是“混動”——發動機與電機配合,以實現高效運轉。

注意這個第二代EDU的結構原理——發動機通過6AMT、電機通過4AMT,最終對應的都是一個輸出軸。那麼發動機和電機的動力,就是這樣“混合”的。

特別策劃丨殊途同歸(上):上汽“3.0T”與比亞迪DM-i的技術PK

值得一提的是,電機所對應的4AMT,核心目的並不是為了實現電機輸出傳動比的改變(電機完全不需要四個擋),而是為了更好地控制發動機和電機的輸出比例。具體比例多少,會根據工況而定(例如車速、動力需求等等)。

聽着就很“燒腦”對嗎?沒錯,這樣的結構非常考驗控制程序編制者的經驗和能力。好在,上汽的工程師做到了,而且實際效果不錯。

除了可以利用電機來“混動高效”以外,這套系統還可以在更多的工況下(而不像DM-i那樣只能中高速),實現發動機和電機的疊加輸出,從而可以獲得更好的動力輸出體驗。也就是説,在滿電工況下,理論上這套系統會更擅長動力性。這也是上汽稱其為“3.0T綠色澎湃動力”的原因。

這個設計邏輯類似於比亞迪DM-P,對嗎?但不同的是因為10速EDU,其綜合能耗方面仍會優於DM-P。

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與此同時,由於它僅配備一個電機,無法實現同時發電和電驅動,因此它更容易出現電池耗盡的情況,並且電池耗盡後的能耗和駕駛體驗會不如DM-i。

至此你或許可以得出一個結論:如果説DM-P更追求極致性能、DM-i更追求極致能耗的話,上汽PHEV則更像是二者的一個折中方案。

小結:

努力方向:

1、研發複雜的傳動系統,以更好地實現發動機與電機的動力疊加輸出,並儘可能讓發動機高效運轉

2、藉助電驅優勢,選擇結構簡單的AMT變速機構,降低成本的同時,不降低換擋平順性。

努力的結果:

1、滿電工況下的動力輸出優秀

2、平順性優於第一代

3、成本低於第一代

總結與比較

很多人可能都想得出“誰更好”的結論,但由於二者的技術流不同,所以這個答案其實是不存在的。就好比你覺得比亞迪的DM-P更好、DM-i更好,還是居中的上汽“3.0T”更好呢?

另外,可能也有人會提出疑問:既然説上汽“3.0T”更擅長性能,但為何榮威RX5 ePLUS並沒有表現出類似DM-P那樣的加速性——甚至,並不見得強於DM-i?這更多源於二者在電機配備策略上的差異。比亞迪所配備的電機功率要明顯強於上汽。由於我們探討的技術流,而非具體配置,所以説上汽的技術更突出性能是沒錯的。換句話説,如果二者配備的電機功率一致的話,上汽的加速性肯定會更好。至於為什麼上汽沒有配備那麼大的功率,這就取決於綜合考量了——上汽或許覺得7秒多的加速足矣,或許覺得100KW的電機電耗更理想,亦或者……

本篇,我們的討論主要圍繞“殊途”展開——兩個同時期推出的、旗下重要且有競爭力的PHEV,卻採用了不同的技術取向。下一篇,我們將重點討論“同歸”——不同的技術流,最後卻達到了怎樣的統一訴求。

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