如果說2021年搭載「比亞迪DM-i混動系統」的車型是混動汽車市場最熱門的車型,那2021年底上市的吉利「星越L Hi·X」則是年末的重磅炸彈。
2021年12月25日上市的星越L Hi·X
「星越L Hi·X」作為搭載了吉利汽車最新一代混動系統的車型,可謂意義重大,今天我們就來聊聊吉利汽車的混動系統。
「雷神動力平臺」:戰略明確,『節能』+『純電』並行
雷神動力平臺
將時間撥回到2個月前,2021年10月31日吉利汽車釋出了核心為『智慧吉利2025九大龍灣行動』戰略,其中「雷神動力平臺」引起了我的重點關注,該平臺包括四大模組:
- 「高效引擎」模組指的是一套高度平臺化、通用化、經濟性高且動力強勁的「發動機」產品矩陣,包括1.5TD/2.0TD系列「發動機」;
- 「高效傳動」模組指的是基於7DCT(7速雙離合變速器)平臺推出的高扭矩、高效率和高效能的「變速器」產品矩陣;
- 「E驅」模組則是基於400V和800V純電架構所打造的一套高效、可靠的定製產品和工程解決方案;
- 「雷神智擎Hi·X」模組則是我們本系列最為關注的混動系統,其包含「DHE15」(1.5TD混動專用發動機)和「DHE20」(2.0TD混動專用發動機),以及「DHT」(1擋混動專用變速器)和「DHT Pro」(3擋混動專用變速器)。
雷神智擎Hi·X混動系統
該混動系統可覆蓋A0級至C級的全部車型,並支援HEV、PHEV、REEV等多種混動架構。而文首所提到的「星越L Hi·X」則是搭載了「雷神智擎Hi·X」混動動力總成(「DHT Pro」+「DHE15」),後文我們會展開分析。
雷神動力平臺說明
總之,「雷神動力平臺」的四大模組從『極致節油的內燃機』到『更高效的傳動變速器』,從『更為智慧的混動平臺』到『智慧高效的純電解決方案』,走得是從『節能』到『純電』的路線,延用著『兩手抓,兩手都要硬』的並行、遞進發展邏輯。優點是步步為營,缺點就是前期投入的巨大,這裡我們不展開談行業和成本,本文主要聚焦在「雷神智擎Hi·X」的混動技術上。
「DHE15」混動專用發動機:廣告法根本攔不住
榮獲『中國心』2021年度十佳發動機的DHE15
吉利汽車的「雷神智擎Hi·X」來勢洶洶,首當其衝的就是這枚由全球近500人的工程團隊歷時5年打造的「DHE15」(1.5TD混動專用發動機)。從官方給到的引數資料來看,「發動機」最高熱效率達到了驚人的43.32%,超過了先前剛打破記錄的「比亞迪驍雲發動機」(1.5L)系列的43.04%。「DHE15」在5500rpm達到最高功率110kw,在2500~4000rpm轉速區間可持續達到225N·m的峰值扭矩。採用13:1的高壓縮比,實現『深度米勒迴圈』。
DHE15的關鍵技術特點
而這枚「混動專用發動機」之所以能突破廣告法,拿下多項『第一』的原因在於其採用了『高壓直噴』、『增壓中冷』、『深度米勒迴圈』和『低壓EGR』等技術,我們舉其中的幾個點解釋一下:
『低壓EGR』:「DHE15」採用了低壓水冷「EGR」技術,利用雙感測器瞬態控制技術實現閉環「EGR」控制,據說這項技術拿下中國汽車工業科學技術進步獎一等獎;
『增壓中冷』:「渦輪」使用了「電子執行渦輪」(E-actuator),確保「內燃機」和「渦輪增壓器」之間的相互作用能達到最佳平衡狀態,實現高執行速度和精準的增壓管理。「電動執行器」能夠在瞬間達到最佳的排氣門位置,確保洩壓最小化,從而實現快速增壓。其結果就是實現了非常良好的同步響應效果;
- 『深度米勒迴圈』:透過最佳化「燃燒室」結構和進排氣門角度,並最佳化「滾流」方面的關鍵「masking」引數設計。最佳化進氣門座圈的尺寸公差,從而實現「滾流」和「流量」的提升。最終效果上來看,最大滾流比提升了80%,「上止點」(TKE)提升120%,從而實現最大的功能轉換效率;
- 『高壓直噴』:超過350Bar的『高壓燃油噴射系統』配合『高能脈衝電暈點火』加快了缸內稀薄混合氣體的燃燒速率,使得缸內燃燒過程更加高效和清潔。
吉利雷神動力DHE15
除此之外,「DHE」系列還擁有17L電控可變排量「機油泵」、電子「水泵」,電子「真空泵」等電氣化附件,相比傳統複雜遲緩的機械附件,在混合系統中可以進行全面升級,無論在響應速度、控制精度上和熱管理上進一步最佳化,提升「燃燒系統」效率和控制環境。總之,從官方給到的資料上看,我們只看到一個字——強!
「DHT Pro」:3擋「混動專用變速器」
雷神智擎Hi·X 的DHT Pro
而「DHT Pro」作為「雷神智擎Hi·X」另一大核心,則是首個量產的3擋「混動專用變速器」,「DHT Pro」的基本結構是將兩個「電機」、「變速器」和「電控制器」等元件高度整合,重量為120kg,官方宣稱「DHT Pro」的最大輸出扭矩可達到4920N·m!換算為『扭質比』為41N·m/kg。
雷神智擎Hi·X 的DHT Pro結構示意圖(個人理解)
從目前拿到的資料來分析「DHT Pro」,我們可以確認幾點:
「DHT Pro」與「本田i-MMD混動系統」這類的定軸式混動系統不屬於一類;
回顧一下功率分流,大家覺得是哪一種呢?
「DHT Pro」不同於「豐田THS混動系統」的單排「行星齒輪組」,而是透過兩排「行星齒輪組」的設計佈局了3擋變速機構,但還是沒有逃開「功率分流」的基本邏輯,與豐田的混動技術有淵源(後文會尋根);
DHT Pro結構爆炸示意圖
或許你和我一樣會想到「通用Voltec混動系統」,不過,從吉利汽車釋出會上的爆炸圖來看,「DHT Pro」的兩組「行星齒輪」共享中心軸,而「通用Voltec混動系統」是兩組獨立的「行星齒輪」,所以也是有著結構上的區別。
DHT Pro的多種工作模式
「DHT Pro」與其他「混動專用變速器」一樣——純電、串聯、並聯和動能回收的『老四樣』工作模式必不可少,而其最大的結構特點便是『3擋變速』。目前還沒有特別準確的官方資料,等有了資料,我一定為大家補上原創圖片。不過,「DHT Pro」的結構特點也帶來了一些與眾不同的功能特性,比如:
DHT Pro示意圖
彈射起步:「DHT Pro」也可以透過「離合器」匹配1擋大速比,來實現『彈射起步』,提升起步的加速能力;
低速並聯:在時速20km/h以上,即可在如此低速的情況下讓「發動機」介入,快速進入並聯模式,其中的好處,我們此前已經解釋過了,這裡不展開贅述;
高速提速:80~120公里/小時加速時,釋放60%的儲備功率,解決了部分混動車型,高速後段加速效能不理想的問題。
總結起來一句話:「DHT Pro」的設計核心方向是『全速域全場景的並聯』。透過「DHT Pro」長期保持「DHE」(「發動機」)在高效區間工作,並擴大「發動機」在整套系統中的作用。
部分混動系統引數對比表
由於「雷神智擎Hi·X」的部分部件引數資料尚未透露,我也沒有切實地體驗過(通常是拆解)這套混動系統,所以,想要進一步瞭解的朋友,可以關注這個專欄,我們會持續更新。就目前的所獲得的資訊來看,「雷神智擎Hi·X」絕對算是走在了混動技術的前列,我覺得吉利汽車2022年要最需要解決的問題可能是『產能』。
『GHS』:我們的愛,過了就不在回來?
關注本專欄的朋友是否還記得,我們在『Px電機架構』中的「P2.5電機架構」中,曾提到過的吉利汽車的另一套混動系統——「吉利GHS1.0混動系統」(又被成為「吉利ePro混動系統」),這套系統在2018年首次亮相,並首先搭載在「繽越」、「星越」、 「嘉際」、「博瑞」和「帝豪GL」等車型上。此後,領克家族同樣搭載了「吉利GHS1.0混動系統」。
吉利GHS1.0混動系統結構示意圖
「吉利GHS1.0混動系統」最顯著的結構特點是將「電機」則直接佈置在控制偶數擋位的「C2離合器」與「變速齒輪」之間。故此,「C1離合器」控制1、3、5、7奇數擋位,「C2離合器」負責控制R、2、4、6偶數擋位,從而實現了多種驅動形式,屬於比較純正的「P2.5電機架構」。
吉利GHS1.0混動系統工作原理(動圖)
純電模式:在純電模式下,兩個「離合器」都斷開,即「發動機」與「變速器」徹底斷開,「電機」由「電池」供電,直接透過「變速器」的偶數軸輸出到「車輪」上。此時,整臺車就成了一臺搭載了3擋「變速器」的純電動車;
串聯混動模式:此時,「變速器」會根據當前的動力請求和「電池」的電量等條件,自動選擇合適的擋位,「電機」仍是驅動汽車的動力源。當車速達到一定區間時,「C2離合器」在「行車電腦」的控制下耦合,進行動能回收;
串聯輸出模式:此時,「發動機」與「電機」串聯共同輸出動力,發揮整套動力系統的全部能力,且「電機」的轉速可以不受發動機限制;
發動機直驅模式:在高速巡航時,車輛對動力要求較低,此時「發動機」在高效區間執行,所以,系統將斷開「C2離合器」,耦合「C1離合器」,讓「發動機」直接透過「變速器」來驅動「車輪」。
搭載雷神智擎Hi·X的星越L Hi·X
其實「雷神智擎Hi·X」也可被稱為『吉利GHS2.0混動系統』,只是與「吉利GHS1.0混動系統」相比,兩者在結構上卻有著本質的架構區別:
「吉利GHS1.0混動系統」屬於「定軸式機電耦合系統」(單電機+7DCTH);
「雷神智擎Hi·X」卻走上了「行星齒輪式機電耦合系統」的混動技術路線(雙電機+行星齒輪組』)。
雷神智擎Hi·X未釋出前,其實還是叫GHS2.0
或許你會問,為什麼吉利汽車會在兩種混動架構上搖擺,那就要追溯一下這段歷史了:
2005年~2007,吉利開始研發混動技術,暫定研究方向是MHEV;
2007~2009年,吉利探索PHEV混動技術,首先涉及的是「定軸式機電耦合系統」和「單電機架構」;
2009~2011年,吉利繼續探索PHEV混動技術,並開始涉及研究「行星齒輪式機電耦合系統」;
吉利ePro混動系統(吉利GHS1.0混動系統)部件示意圖
2010年,收購沃爾沃,並於次年與其合作研發基於「Drive-E 1.5T發動機」技術的「吉利ePro混動系統」(覆蓋『HEV+MHEV+PHEV』全混動技術的「定軸式機電耦合系統」);
繞過了豐田專利的CHS混動平臺
2014年,吉利與科力遠成立CHS合資公司(吉利控股),開始研發「CHS混動系統」(「行星齒輪式機電耦合系統」)。這裡要提一句:這家名為科力遠的公司於2013年與豐田公司合資,成立了一家合資電池公司,專為「豐田THS混動系統」生產「電池」,也正因為這個背景,科力遠獲取了「豐田THS混動系統」的相關技術資料;
2017年,吉利「CHS混動系統」(「行星齒輪式機電耦合系統」)第一款車型量產上市。但在2018年,吉利退出CHS合資公司;
吉利ePro家族的領克01 PHEV
2018年,「吉利ePro混動系統」(「定軸式機電耦合系統」且是「P2.5單電機架構」)第一款車型量產上市,同年,「雷神智擎Hi·X」開始研發;
2021年,吉利統一了所有動力總成的規劃,提出了「雷神動力」的動力總成名稱,這裡我們就回收了文章的開頭。
吉利汽車旗下的歷代混動系統總結表(部分)
縱觀吉利汽車在混動方面的發展歷史,我們可以大致將其劃分為這樣四個階段:
2005~2009年,技術觀察和探索期;
2010~2018年,與沃爾沃進行「定軸式機電耦合系統」的開發,成果是「吉利ePro混動系統」);
2014~2018年,與科力遠進行「行星齒輪式機電耦合系統」的開發,成果是「CHS混動系統」);
2018年至今,嘗試新一代混動系統的自研開發,成果是「雷神智擎Hi·X」。
此GHS已非是彼GHS
從混動架構和技術的角度,吉利汽車顯然探索出了一條屬於自己的道路,但在命名時就有些尷尬了。由於『GHS』代表著『吉利混動系統』(Geely Hybird System),而與沃爾沃合作研發的「吉利ePro混動系統」卻獲得了作為第一代批次裝載的待遇。所以,當吉利退出GHS後,混動系統的名字就成了難題,好在吉利也是一家很會取名字的主機廠,於是『雷神』來了!
最後
本來想用上面那一段軼事來結尾,不過思前想後,還是來一個正經的結尾。說實話,吉利汽車在混動技術的探索歷程與其他幾家自主品牌非常相似,充滿了曲折和艱辛,但隨著「雷神動力平臺」的釋出,我們可以看到吉利汽車在混動技術領域厚積薄發的氣勢,願我們的自主品牌能在未來的日子裡,化身為翅膀,逆風翱翔。