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混动系统综合对比:结合性能与操控进行分级

2022-03-03 09:40:51·  来源:驱动视界  
 
点评品牌包括:比亚迪 DMi/DMp本田丰田在混合动力汽车阵营中知名度最高就是这个品牌了,作为汽车爱好者一般认为两田的水平更高,因其为“洋品牌”——哪怕只是东
点评品牌包括:
比亚迪 DMi/DMp
本田
丰田
在混合动力汽车阵营中知名度最高就是这个品牌了,作为汽车爱好者一般认为两田的水平更高,因其为“洋品牌”——哪怕只是东洋品牌可能也更先进吧。
但从技术的角度分析则是比亚迪称雄多年了,可以说从DM3.0系统问世以后,合资品牌的各类混动系统都只剩下“品牌光环”。
P2-2.5架构的混动系统撇开不谈,因其电机集成于双离合器或变速箱中的结构并不理想;参考大众奥迪DQ400e、吉利P2.5·7DCT、宝马汽车等品牌,这些机型中故障率最低的是吉利,剩余的“洋大牌”一直都是问题不断,故障数量常年居高不下。
所以值得讨论的只有两田和比亚迪的ECVT(DMi),这种变速器的本质应当属于“动力元”,严格来说只是两台电机的“集成”。
这是典型的ECVT架构的概念,内燃机串联发电电机,这一路会有一个前进挡(1AT);
其次还有一台驱动电机(马达),电机也只需要一个前进挡,本质为调整转速的“减速器”。
这就是说ECVT本身不具备变速功能,变速箱(器)是以多组齿轮组合形成不同传动比,在行驶中切换齿轮以改变速比(档位)进行调速的机器;
而ECVT没有传统的齿轮箱,两驱系统各自控制的“1AT”相互不影响也不合并,那么要怎么调速呢?答案当然是依靠发动机调速!——纯电驱动时通过电机的转速升降调整功率,功率大小即可调整车速;
油电混合模式为内燃机转速和电机转速同时调整车速,此时为两台发动机并联输出动力。
三大品牌的ECVT的核心差异
1:丰田汽车的ECVT系统比较落后,因其主要运行模式为「油电混合」。
也就是第一节描述的“并联式输出”,内燃机和电动机都是要“干活”的;
而内燃机只要负责驱动则发动机的转速必然会有较大的波动,这就决定了耗油量会比较高。
因为内燃机的热效率很低,虽然丰田的米勒循环发动机有超过40%的水平,但也只能在很窄的转速区间段内达到峰值;
波动过程中的低转速和高转速区间的热效率要低得多,所以综合效率还是比较低——什么是热效率?


内燃机是依靠燃烧产生的热能转化为机械能的发动机,然而燃烧产生的热能会因机体和防冻液的冷却、进排气与机械结构运动而损耗;
实际能转化为动力的热能就是热效率,剩余的大部分都被浪费了。
所以用内燃机驱动是落后的技术,混合动力汽车应当【以电为主】!也就是用电机驱动为主,内燃机作为辅助驱动力,最好能够在最佳热效率区间运转,并且只用于发电、满足电机驱动车辆行驶的需求。
毕竟电机的“热效率”最高达到了97%,损耗是极低极低的;
那么使用电机驱动的能耗就会比内燃机驱动低几倍,但是先发电再电驱的过程中会不会有很大损耗呢?


2:本田汽车的ECVT相对先进,因其运动模式主要为「增程驾驶」;
模式正是“先发电再电驱”,内燃机的运行转速可以在更多时间维持在最佳热效率区间内,这就是增程的概念。
先发电再电驱是肯定更没有的,因为内燃机串联ECVT发电电机运行的转速会比较低,而且基本没有过大幅度的上下波动;
这就相当于“定速巡航”,增程驾驶即使在拥堵道路也是电机的转速波动,内燃机一直“定速续航”的油耗当然会更低。
而中低转速转化的电能就足够高效率电机驱动车辆行驶,这是想不省油都不可能的模式哦。

但是本田混动汽车的水平还是不够高,因其混动模式只能在中低“车速”区间实现增程,急加速和高速行驶中的运行模式还是油电混合;
所以高速巡航时的油耗并不是多理想,加速过程中的油耗与NVH也没有很高的水平。
不过也不能否认本田的混动技术比丰田先进一些,且使用的电池最起码还是正常的三元锂,而丰田用的是落后的镍氢电池。
那么这两大品牌对比则应当是本田胜出,只是它的内燃机水平着实很低,质量表现也是相当之差。(比如机油增多和乳化)


3:比亚迪汽车的ECVT·DM-i是目前相同架构最先进的系统,而且这套系统要比本田更早的应用,2008款F3DM就已经使用了。
至于丰田的混动系统确实更早一些,但是这些外企往往都是有些研发成果后,只想着用这些技术“搂钱”,后期的技术研发投入越来越低,技术也就越来越落后了。
比亚迪的DM-i系统的电机没有太多不同,基础结构是相同的;
但是电机的功率和效率都要大一些,比如10万级的代步汽车也会用130kw以上的电机,而本田20万级别也普遍更低,丰田的同级车普遍只有50多千瓦,动力感受是完全不同的。


DM-i系统的主要亮点是内燃机和运行模式,比亚迪和本田都采用阿特金森循环发动机,丰田用的是米勒循环;
但是相同循环模式的比亚迪骁云1.5L有很多亮点,比如热效率43.04%是同级标杆,冷却循环系统有低温启动不循环、小循环、标准循环和大循环思路模式。
更重要的是会损耗扭矩的传统泵系(压缩机发电机)等都被取消,小小的1.5L的动力比丰田米勒循环的1.8L还要高一些。


「以电为主」是DM-i系统核心优势,也就是与本田相同的增程式驾驶为主;
但是这套系统在高速巡航时也是增程驾驶,很多对DM-i车辆的测试都很难找到内燃机介入的节点。
那么内燃机就会始终于最佳热效率区间运行,耗油量是三大品牌中最低的理想标准。
同时DM-i系统的10万级量产车都能有7秒级别的破百成绩,而丰田同级车要十几秒、本田略快一些,但性能感受也不在同一水平线了,所以综合水平应是DM-i胜出,两田ECVT已经很落后了。
DM-i系统的主要亮点是内燃机和运行模式,比亚迪和本田都采用阿特金森循环发动机,丰田用的是米勒循环;
但是相同循环模式的比亚迪骁云1.5L有很多亮点,比如热效率43.04%是同级标杆,冷却循环系统有低温启动不循环、小循环、标准循环和大循环思路模式。
更重要的是会损耗扭矩的传统泵系(压缩机发电机)等都被取消,小小的1.5L的动力比丰田米勒循环的1.8L还要高一些。


重中之重是DM-i系统的车辆都是PHEV插电式混动汽车,车辆日常代步可以充电并以EV模式驾驶,也就是当作电动汽车使用。
而不充电时又能当作ECVT油电混合汽车使用,EV模式的行驶品质要比HEV好得多,所以DM-i系统的车辆驾驶感受会比两田的油电混合车更好——功能不是那么的单一。


DM-p是什么概念
DM-p是比亚迪主攻高性能与操控的插电混动系统,也就是原来的DM3.0。
这套系统的性能水平是很高的,因其使用的是普通奥托循环发动机(动力强),电驱系统是独立布局于前桥或后桥,或者前后桥各自一台的永磁同步电机,功率还普遍很大。
比如正在使用中的「汉·DMp」,这款车的前桥是487ZQB·2.0T+BSG,匹配6HDCT混动专用湿式双离合;后桥则是功率180kw的电机,这样的布局会有怎样的特点呢?


首先后桥电机决定了EV纯电模式为后轮驱动,后驱轿车还是很有驾驶乐趣的;
其次在HEV模式中则为内燃机始终驱动前桥、电机始终驱动后桥——这叫做全时四驱,这种四驱轿车是不是也很有驾驶乐趣呢?
不过最重要的还是动力表现,EV后驱已经能实现对标中端绝大多数大后超的水平,比如凯迪拉克CT系列、宝马3系等;
而油电混合模式实测破百成绩可以突破5.0秒,而且是没有任何特殊操作的“一脚油门到底”的成绩,但测试其他车辆时会同时踩住油门和刹车以吊起发动机转速。
这就是DM-p系统的硬实力,水平如何呢?
对于DM-p而言,消费者最关注的也许不是性能,因其都知道它的性能很强大;
主要关注点其实是以下三点,看一看吧。
平顺
油耗
操控
这种带有传统变速箱的混动系统,而且用湿式双离合,换挡能平顺吗?答案是非常平顺。
这套系统中的BSG电机等于ECVT中的发电电机,驱动电机独立布局也等于ECVT中的驱动电机,只是“拆分后再升级”——制造成本更高而已。


P0:BSG皮带启动/发电机,实现自启停、能量回收、扭矩辅助,更节能更平顺;
P3:前轴电机,增加前轴输出,加快动力响应速度;
P4:大功率后轴电机,实现“全时电四驱”。
BSG发电启动一体机是与内燃机集成的,在换挡时可以控制发动机的曲轴转速;
燃油汽车之所以会顿挫(不论AT/DCT),原因是换挡过程中切断了发动机与变速箱的连接,发动机转速快速回落造成换挡前后转速差值过大。
结合前进挡的瞬间发动机转速过低则会出现短暂的发动机制动。
但是BSG电机控制了转速,换挡前后没有转速差,这又哪来的顿挫可言呢?实测城市道路-HEV模式没有顿挫感,EV模式当然是“丝般顺滑”。


真实油耗:SOC设定70%,行驶中内燃机发电增程并同时驱动。
温和驾驶(相对温和非日系车驾驶风格)6L/100km
见车超车但不超速且保证安全 7.7L/100km
这种运行模式的油耗本就是偏高的,因为SOC设定值过高则内燃机会持续发电,仅依靠动能回收不能有效保证容量;
如果SOC设定在30%-40%之间,耗油量会更低且行驶噪音也会低一些——噪音120km/h实测仅为63分贝,而且是SOC-70%的标准,图片中的最低值是自适应巡航中减速过程中的标准,峰值是车轮压过高速公路震荡标线时的振动噪音(一般司机称之为高速公路“减速带”),这样的噪音水平如何呢?



最后再谈一谈操控:
转向精准度
车身姿态控制
加速车身姿态
DM-p平台的SUV在车身姿态控制方面的水平不是太高,毕竟车身过于高大;但是轿车的操控感还是很好的,全时四驱模式中的高速转弯侧倾很小,在匝道蜗牛弯中的车速略高一些也感受不到什么侧倾;车轮的抓地力有效提升了转向的精准度,方向盘力度可以调整运动或舒适,路感的反馈也是清晰的。
那么DM-p平台的轿车与两田的ECVT对比谁更先进呢?——答案无疑是DM-p,因为两田的混动汽车只够资格与DM-i对比,而DM-i是定位快销车的节油混动系统,只是因对手太弱所以才显出了性能不错。
至于DM-p对标的已经是高端轿跑车,撇开品牌溢价不谈,对标帕拉梅拉也不是不可以;至于耗油量相信也应该没有什么好吐槽了,与其性能相当的燃油车油耗多少,与其性能相当的混动车油耗又是多少呢?基本都要高一倍到多倍。
所以这种两吨级别的DM-p轿车还能有这么低的耗油量,技术孰优孰劣还有什么好争论呢?
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