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史上最全的混动技术对比

发布日期:2018-02-18 来源:未知 作者:admin 浏览:154



自从2015年北美柴油门事件爆发以来,越来越多的车企把未来节能减排的路线瞄准了电气化,到2016年初为止,几大主流车企都推出了油电混动,这些混动各有其特点,节油效果也不尽相同,这里就挑选几款非插电式的混动做一个涵盖实际效果和技术难度(difficulty),以及成本等方面的对比。
选择对象包括,,,,,。没有选择的原因是因为其实迄今为止都没有推出像样的非插电混动。不选择则是因为早期的混动非常有限,近些年的混动i3则与普通差异较大,应用(application)了大量碳纤维材料,使用了超窄轮胎,超小动力发动机,这些因素导致i3难以与普通混动直接对比。
具体对比则分别为混动,蒙迪欧混动,混动,混动,速腾混动(北美叫混动)和混动。新能源汽车展涵盖了国际新能源汽车展,新能源公交客车,新能源物流车,新能源电池,新能源电机与电控系统,。这里面除了速腾混动之外都是中级车,速腾的大小也比普通紧凑车大半号,较为接近中级车。
首先我们会发现,这些混动可以大致分两类,速腾和都是传统变速箱的单马达混动。这类混动有几个特点,首先是他们的电机功率相对发动机功率都不大,速腾的只有20KW,的也只有38KW,其次就是在较为严格的北美测试规程下,市区油耗比郊区油耗高。最后就是他们的成本方面,由于电机功率较小,又称变流器、反流器功率也小,并且只有一台电机,在中型车和紧凑型车上,业界主流观点认为成本增加约为2000美元(USD)。
第二类混动包括,蒙迪欧,和。他们共同的特性就是有两个电机,而且电机功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)相对发动机功率也比较大,这其中电机最小的是,两个电机功率也分别达到了50KW和76KW。而最大的混动,电机功率达到了104KW和124KW。他们的特点正好和单电机混动相反,市区油(oil)耗比郊区油耗低。而谈到成本(Cost),由于混动和混动蒙迪欧的结构(Structure)在业界已经被反复剖析过,业界普遍认为成本增加约为3000美元,混动相对混动增加了三个离合器,但是电机功率小了不少,最后成本增加大约也应该在3000美元左右。而混动则由于电机功率最大,个人估计成本增加大约为4000美元。
下面我们就细分项来一一对比说明,首先是油耗。新能源公交客车作为我国新能源汽车推广应用的排头兵和“先锋队”,加之其担负大众出行的社会属性,近年来,一直成为业内外关注的焦点。
如果按照EPA的油耗来统计,我们会发现油耗水平基本是(以下数据为百公里油耗)
标准工况油耗
混动(5.0)=混动(未上市估计值5.0)<混动(5.3)<蒙迪欧混动5.6<混动(5.7)=混动(5.7)。
EPA虽然权威性较高,但是车企在测试的时候也是可以做针对性优化的,所以我们找来了北美人气很高的fuelly网站上车主油耗的统计。这些油耗是以车主加油的次数作为统计的。
混动蒙迪欧,总计车主加油14132次,总计平均油耗5.9。
混动车主总计加油3932次,总计平均油耗5.5,混动车主总计加油86次,总计平均油耗5.9,混动车主总计加油1948次,总计平均油耗6.0,混动车主总计加油8376次,总计平均油耗6.1。混动目前还未正式销售(Sales),所以没有油耗数据(data)。
这些车主的实际油耗对比结果是:
实际油(oil)耗
混动(5.5)<混动蒙迪欧(5.9)=混动(5.9)<混动(6.0)<混动(6.1)
除了考虑油耗,我们还要考虑车辆性能,毕竟混动车如果要做到极致省油,多少会牺牲性能的。性能方面正好北美的C/D杂志对这些都做过加速测试(TestMeasure)。他们的加速能力排序下来是:
加速性能(xìng néng)
混动=混动>混动>混动>混动 >蒙迪欧混动。
另外还有个有趣的现象。新能源公交客车您带来最新最全的新能源客车的车型、图片与报价信息,给您展现新能源客车的新闻,报道相关动态。混动和蒙迪欧混动都是有插电版的,C/D对他们的插电版做了测试,发现插电混动反而慢了(7.2s到7.7s),而蒙迪欧插电混动则快了(9.1s到8.6s)。这是怎么回事
其实如果了解这两种混动的结构就知道,混动的急加速实际是串联混动状态,这时候加速能力完全取决于大号电动机的输出,因此无论电池大多少,加速时候大电机的输出不变,但是由于插电版增加了重量,所以加速能力反而慢了。
而蒙迪欧混动则是用行星齿轮做动力分配,大号电机的输出一般是受限于电池(Battery)的输出功率,比如(蒙迪欧混动的结构(Structure)是来自授权,与和混凯一样)电池输出27KW(37P)马力,加上发动机(Engine)99马力,总计输出136马力。而插电版蒙迪欧由于加大了电池,电池输出功率也加大,最后的结果是加速能力强了不少。
清晰对比请看下

混动方案
可以看出,混动以最高的成本实现了最低的油耗,最强的性能,机械结构也不复杂。但是这种结构的混动后期成本降低难度(difficulty)很大,主要是需要大功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)(High-power)电机,而且对发动机技术水平要求最高,不是高水平的不要轻易尝试。(国内车企BYD的F3DM结构就类似混动,但是效果非常一般,包括(bāo kuò)BYD自己也没有继续大力推广了)

混动方案
而混动油耗目前看来不错,性能也不是很弱,虽然三个离合器增加了机械复杂程度,但是电控复杂程度则要求降低,由于三个离合器的存在,导致成本控制也存在难度,好在电机功率需求不大弥补回来了一点,所以是个不错的混动方案,这么多年从VOLT上的积累确实有了成果。笔者认为国内汽车可以考虑这样类似的方案,这个方案对电控的要求不如的高,也不需要传统变速箱技术的积累,对发动机的技术水平要求也不需要的那么高,成本要求也不高,最大的的技术难题应该是三个离合器结合分离的时机和结合时候动力和转速的控制。

混动方案
THS方案(的一样),目前看来受到了挑战,混动虽然动力强,但是油耗不如对手理想,混动蒙迪欧虽然油耗不错,但是性能牺牲了很多。新能源汽车展涵盖了国际新能源汽车展,新能源公交客车,新能源物流车,新能源电池,新能源电机与电控系统,。而这种方案最大优点是机械部件最少最简单,意味未来在成本方面最容易得到控制,只需要减少电机成本就能有效降低混动系统成本。但是这套系统对电控要求最高,主要原因就是因为没有分离部件,任何一个部件的转动都会带动其他部件的转动,也就是需要三个部件始终保持协同控制。
THS系统还有点遭遇瓶颈的味道,具体就是新一代,相比上一代,动力输出反而弱了,油耗仅从4.7下降(descend)到了4.5,而为了实现每一代油耗降低(reduce)10%的承诺,ECO版本采取的办法是降低车身重量,拿掉备胎,提高胎压等手段实现了4.2的油耗,这些手段本身与混动系统的关系已经不是特别大了。新能源汽车核心零部件的垄断,提升我国自主品牌汽车竞争力。
混动THS系统(system)硬件结构
混动和混动油耗从EPA看来也不错,但是目前用户统计来看,混动用户油耗较为接近EPA数据,混动的用户油耗则较EPA数据差异大一些,而且混动属于紧凑级,重量和胎宽上都较其他为底。这种构建于传统变速箱之上的混动结构在业界往往被称为P2混动(1个电机两个离合),它的不好的地方就是在过于拥堵状态(state)下油耗会弱于双电机的系统,同时保留传统变速箱也导致了机械部件较多,结构较为复杂,所以个人不大看好这类混动进一步的成本(Cost)控制。这种混动系统最大的好处是基于已有的变速箱结构,的研发投入较少,目前的成本较低,适用于缺乏混动积累又需要赶快推出混动的传统大厂。而且业界很多变速箱企业,如ZF和舍弗勒等都能直接推出类似的方案,主机厂买过来直接用就行了。
这两个混动我们可以看出一个现象,就是混动比混动实际用下来要省油,考虑到比重和大,实际动力系统应该更省油。混动的电机功率为38KW,比混动的20KW要大。这种混动基本就是电机功率越大,越省油。往往要考虑的就是如何平衡省油和更大电机带来的成本增加的问题。
这个是A3 e-tro的结构(Structure),和混动结构是一样的,区别仅仅是电机功率更大,电池(Battery)更大。中间的电机有两个分别连接发动机和变速箱的离合器,这也是P2 hybrid这个称呼的由来 P2 (parallel, two-clutch)。