完全媲美“两个领域”揭示长城DHT混合系统
本文主要讲述:
1.为什么要做高效的混动系统?
2.长城的DHT混动系统比丰田先进吗?
3.开车的实际感觉如何?
●?高效的混合动力系统将成为主流
此前,我国汽车市场一直在大力推动新能源汽车(尤其是纯电动汽车)的发展,甚至“禁售燃油车”的说法甚嚣尘上。不久前,随着中国汽车工程学会发布《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,国家层面的未来汽车技术发展路线逐渐清晰,其中节能汽车在未来市场的地位已经明确确立。并且重点是扩大混合动力技术的应用比例(2025年混合动力占新型传统能源汽车的50-60%,2035年占100%)。考虑到传统燃油车的成本和便利性优势,可以预见,在未来很长一段时间内,它们仍将是市场的主力军。对于车企来说,未来要想保证燃油车的市场份额,就必须推动高效低耗的动力总成技术的研发。面对越来越严格的油耗限制,只有这样才能看到高效的混动系统,这对很多车企来说确实是一个不小的挑战。
说起混动技术,日本的两大巨头丰田和本田,无论是技术先进性还是市场表现,都是无可争议的领导者。虽然结构不同,但丰田的THS和本田的i-MMD混合动力系统在理念上是相似的:通过双电机和电池来调节发动机的工作点,使其尽可能工作在高效的工作区间。根据能量守恒定律,这意味着汽油中储存的化学能转化为机械能,最大限度地驱动车辆前进,从而避免浪费,降低油耗。
另一方面,除了“两个领域”,国内大部分混合动力汽车使用的混合动力系统有两种:一种是配合48V电气系统,采用大功率一体式电机辅助发动机,业内称为P0结构;此外,变速箱中集成了一个电动机,这样发动机就可以与变速箱断开连接,车辆可以单独由电动机驱动,这就是所谓的P2系统。
这两种系统的优点是结构简单。借助48V电气系统和电气附件,P0系统可以尽可能降低发动机负荷。P2系统在更多工况下由功率更高的电动机和容量更大的电池驱动,由于结构简单,转换成插电式混合动力系统更方便。但同时,它们的缺点也很明显:单电机结构无法灵活调节发动机工作点,节油效果有限。在目前的技术条件下,实现路线图2.0的油耗极限并不现实。
因此,目前迫切需要各主机厂构建高效的动力总成系统。所以今年我们看到很多厂商都推出了高效的发动机,在此基础上,打造高效的混动系统有望成为下一阶段各大厂商的重点。
●?DHT的独特秘诀是什么?
嗯,背景有点过了。我们切入主题,来看看这篇文章的主角,长城全新的DHT混合动力系统。它的先进性在哪里?真的能和日本的“二野”同台竞技吗?
长城DHT是长城汽车历时三年自主研发的一套双电机高效混合动力系统,其中发动机、电机、控制系统均拥有自主知识产权。
先说原理:从设计理念上看,长城这套系统基本类似于THS和i-MMD,即采用双电机对发动机同一个轮端进行解耦,从而灵活调整发动机的工作状态,使其尽可能运行在高效区间,同时尽可能提高传动系统的效率,减少不必要的浪费。像发动机开发一样,构建混合动力系统是一项“细节”工作。
从结构上看,长城DHT混动系统的结构并不复杂:发动机和两台电机通过平行轴2速减速机构连接,不同部件之间的动力输出关系通过一个离合器来调节。这样就可以实现以下三种工作模式:EV、串联和并联模式。EV(电驱动)模式下,由锂电池驱动TM主驱动电机直接驱动车辆前进,发动机处于熄火状态;串联模式下,发动机运行在高效区间驱动GM电机发电,TM电机驱动车轮前进;并联模式下,发动机通过双速减速器驱动车轮,同时,TM驱动电机辅助调节发动机的负载。
从硬件配置和工作逻辑来看,长城这套系统更接近本田的i-MMD系统:拥有大功率TM驱动电机,最大功率130kW,最大扭矩300n·m,所以在低速串联模式下,驱动电机有足够的能力单独驱动车辆前进,更方便布置插电式混合动力结构。与i-MMD系统相比,它还具有并联工作模式,即当发动机通过两级减速器直接驱动轮端时,两台电机还可以辅助调节发动机的工作点,并联模式下可以实现更高的系统功率和更高的动力性能。此外,在并联模式下,该系统还具有两个档位,这意味着发动机可以在更多工况下(小负荷下40km/h以上)直接驱动车辆,减少不同形式能量转换的效率损失。官方数据显示,搭载大功率DHT混合动力系统的中级车城市工况油耗为5L/100km,高速车为6.5L/100km。
根据不同的用途,lemon DHT系统可以扩展三种不同的动力系统,包括两种HEV混合动力和一种PHEV插电式混合动力。。混动系统包括应用于紧凑型车的1.5L自然吸气发动机和100kW驱动电机的“低功率”版本,以及应用于中型车的1.5T发动机和130kW电机的“高功率”版本,而PHEV系统定位于中大型车,基于高功率HEV系统。扩充电池容量(最高可达创纪录的45kWh,纯电动续航达到200km),为后轮轴安装一套最大功率135kW的2速P4电驱动系统,实现更长的纯电动续航和更强的动力输出。
DHT混合动力系统采用特殊的高热效率发动机,根据混合动力系统的特点采用阿特金森/米勒循环。电机是长城自主研发,采用和本田、大众、通用一样的发卡扁线绕组,效率更高。同时,整个系统集成了电机、减速器电机控制器和DC/DC转换器,使得整体体积更加紧凑,便于布置,适应不同车辆的需求。
●?开车是什么感觉?
在长城徐水试验场,我们体验了搭载大功率混合动力系统的新一代哈弗H6试验车。主办方特别指出,未来DHT混动系统不仅限于H6,H6也不一定是第一辆搭载DHT混动系统的车辆。但毫无疑问,这一定是销量最大的DHT混动车型。
因为体验环节比较简单,我们只体验了场馆内急加速/减速、低速巡航、高速巡航的场景。这些基本涵盖了这个系统在不同工况下的运行逻辑。
在0km/h起的急加速中,深踩油门踏板时,系统会处于串联模式,即发动机带动发电机启动,驱动电机TM作为主要动力源。此时油门踏板响应非常线性,也能带来强烈的推背感,但从听觉上来说,类似于装备CVT变速箱或者加载本田i-MMD混动:发动机的声波不会随着转速的升高而变化,但会一直处于3000转左右的高效率。当车速达到80km/h时,系统会切换到并联,即发动机和驱动电机一起工作。此时发动机与二级齿轮减速器的“动力齿轮”相连,电机同时输出。值得一提的是,这套系统在不同模式之间切换时,发动机的介入只会感受到发动机声波的变化,离合器接合时车辆并不会有顿挫感。这显示了调整和校准的深厚基础。
工程师介绍,虽然用离合器来切换不同的工作模式,但离合器接合时基本没有滑动摩擦:通过调节电机的输出,加速过程不中断,同时没有顿挫,体验不错。
另外,与i-MMD在中低速区间采用串联电传动的逻辑不同。当DHT系统在平缓行驶中速度达到35km/h时,可以切换到发动机直驱并联模式。这样做的目的是为了尽可能的消除串联过程中不同能量转换的损失,但此时与普通变速器的燃油车工作模式不同:在发动机直驱模式下,双电机可以调节发动机的负荷,使其始终处于高效率范围。
当行驶在测试场地的高环路上时,与i-MMD类似,这款混合动力汽车基本上会通过经济的直驱模式,使用发动机为车辆提供动力。当有动力需求时,电机会介入提供额外的辅助。这就避免了本田i-MMD系统在高速工况下“力不从心”的遗憾。总的来说,从使用体验来看,这款DHT版H6在听觉方面不同于普通车型,在乘坐舒适性和动力输出方面明显更胜一筹。