混動系統將迎來“高光時刻” ,DCT電動化或成市場主流?
前不久,長城汽車發佈了“檸檬混動DHT技術”,意味着在重視純電動新能源汽車之後,更多自主車企將目光再次聚焦到混合動力技術上。
按照中國汽車工程學會新修訂《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》的目標,到2035年,傳統能源動力乘用車要百分之百使用混合動力系統。這明顯超越了原來的1.0版本,提出了實現全面電動化、電驅動的要求。其中電驅動包括純電動、插電混動以及燃料電池驅動,但短期內更多的應該是混合動力驅動。
■繞不過去的混動系統
客觀來講,新能源汽車發展了十幾年,但是距離完全市場化還有一定距離,目前行業共識是純電動汽車在未來3~5年會達到完全市場化。隨着補貼政策的不斷退坡,純電動車的成本消化會面臨更多的困境。除此之外,安全性和充電方式不完善也阻礙了消費者對純電動汽車的熱情。
而隨着排放和油耗法規的不斷進化,混合動力系統變成了一個繞不開的話題。現階段,混合動力是傳統能源動力乘用車最佳的改良方案,從某種意義上也可認爲是相對成熟的技術。從1997年豐田開發出第一臺普銳斯開始,現代意義的混合動力汽車正式進入市場,到如今某些地區混動車型已經佔據新車銷量的相當大比例。
日本是現代混動技術的發源地和積極倡導者,以豐田和本田最爲突出,它們都有相當多優秀車型出現。混動技術最初劃分爲串聯、並聯和混聯方式,以豐田的混聯和本田的並聯爲代表,在專利技術保護和市場政策引導下,它們長期壟斷了混動技術高階表現。
2006年,普銳斯被首次引入中國,隨即也引發了國內企業的跟風效應。但由於那個時期整體上混動技術不成熟、消費者接受程度低,再加上政策沒有支持力度,整車售價居高不下,市場反應雷聲大、雨點小,沒有掀起任何波瀾。但無論是企業層面還是消費層面,混合動力的關注度並沒有消失,市場在培育中緩慢成長。
■增程式方案崛起
與追求發動機和電動機共同發揮驅動效率的混聯和並聯方式不同,串聯式混合動力佈局和思路更簡單,就是發動機只用於發電,然後用電動機驅動車輛前行。想當初,豐田標榜自己的混聯技術最先進,排斥相對簡單的串聯技術,也讓該技術長期不能進入主流行列。
不過,隨着發動機技術進步、動力輸出控制系統的提升,以及市場多樣化的需求,串聯技術近期恢復了生機。國際市場以日產e-power爲代表,國內則涌現出理想one等優秀車型,它們現在有一個更響亮的標籤:增程式電動車。
目前,國內車企對增程式解決方案的熱情開始顯現,東風嵐圖首款車型FREE、知豆新開發的A0級轎車都爲增程式電動車,另外,塞力斯、寶能、吉利、天際、漢騰等一衆車企也在研發和規劃自己旗下的增程式電動車。
理論上,增程式電動車需要研發專用的發動機才能保證更好的節能效果。相對於同級別的傳統內燃機,增程式發動機僅用於發電,體積和排量可以更小,能長期在最佳效率區工作。但以目前增程式電動車的體量,大部分車型還是選配市面上現有的發動機。
相對於純電動車,增程式電動車續駛里程更長,對充電設備的要求不高。而相比其他混動系統,增程式電動車結構簡單,便於生產。相信隨着增程式電動車陣營的不斷增大,專用發動機問題也會迎刃而解。
■變速器是混動系統的關鍵
在混合動力技術路線上,日系車企一般採用專用變速器,而歐系車企更青睞在原有變速器基礎上加裝電機改進的模式。而中國車企對這兩種路線兼收幷蓄,如吉利CHS採用前一種,而長城檸檬則選擇後者。
按電機位置不同,變速器集合模式分爲P0~P4類型,其中P0相對簡單,P1和P2電機都在發動機和變速器之間,區別在於與發動機曲軸還是變速器輸入軸相聯,P3、P4方案電機分別佈置在變速器後和後橋上。在所有上述方案中,P2最爲普及,不少自主品牌正在做這方面的努力。
與其他主流混動方案相比,P2方案動力性好、經濟性中等偏上,結構簡單,但對控制系統要求較高。國內從事自動變速器製造業的企業,普遍希望利用現有的技術基礎和供應鏈、生產能力、製造能力,並通過技術提升手段,實現自動變速器的電動化迭代和推廣。
鑑於自主DCT產業已經積累了一定的技術基礎,未來混合動力變速器發展中,DCT電動化的推廣應用前景廣闊。從技術發展層面來看,DCT電動化的技術拓展比較靈活,具有開發多種技術路線的可能性。如48V輕混,在不做任何改變的情況下,利用現有的DCT技術基礎和P1、P4構型結合,完全具有可行性。在中、重度混動領域,DCT電動化既可滿足P2、P2.5構型,與P0、P1構型結合可形成各種不同類型的混合解決方案。另外,還可以通過利用DCT的雙離合模塊,開發有關專用混動變速器的解決方案。
就混合動力系統來說,電機和發動機耦合的核心在於變速器。混合動力變速器的工況相較傳統變速器,載荷狀態已經發生變化。同時,傳動系統的技術水平需要滿足電機的發展,電傳動已逐漸成爲變速器的核心解決方案。