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国内主流 SUV 都用什么插电式混动技术?请掀开表面看本质

2018-05-08 · 来源: 新出行 关注度:3549 次
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插电式混动
摘要:目前主流的插电式混动 SUV 则集中在 20-30 万元之间,那么时下最热门的车型是哪些呢?他们在核心技术上又有什么不同之处呢?

短途可用纯电,中长途又能用油电混动,这些特性让插电式混动车成为了目前最佳的新能源出行解决方案,不过插电式混动车在技术上却非常复杂,这也导致了对技术和整车的要求更严苛,而目前主流的插电式混动 SUV 则集中在 20-30 万元之间,那么时下最热门的车型是哪些呢?他们在核心技术上又有什么不同之处呢?

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20-30 万元主流插电式 SUV 的车型代表与技术相关

从现有混合动力系统的形式上来看,可分为“串联式”、“并联式”和“混联式”这 3 种。其中最简单是串联结构,仅依靠一套驱动系统,但对性能的提升明显不够;而并联式则是既能用电机驱动,又可用发动机驱动,不过经济性和平顺性都不是最好的;相反“混联式”就将前两者的优点集于一身了,同时也是目前混合动力车中使用最多的形式。

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就目前国内现售的 20-30 万元主流插电式混动 SUV 车型中,均使用了“混联式”的混动形式,不过在架构和硬件组成,及工况模式上又存在着较大的差异化,其中最主流的车型分别是 WEY P8、上汽荣威 eRX5 和华晨宝马 X1 25Le。

WEY P8:全新 Pi4 平台的简介

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WEY P8 所采用的是由长城汽车自主研发的全新 Pi4 平台,该平台技术的核心是插电混动系统、智能化和四驱技术(前后轴的完全解耦)。硬件组成上则分为前桥和后桥区域,中间并没有传动轴,但同样可以实现智能四驱。

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前桥部分由 2.0T 涡轮增压发动机和 6DCT 双离合变速器组成,重点是在发动机前端轮系增加了一台 BSG 电机,而后桥部分则是 Pi4 平台的核心,这里由驱动电机、三元锂电池组、驱动电机控制和 BSG 控制器,以及新增的 2 挡减速器共同组成。

全新 Pi4 平台的优劣势:

其中前桥上由于新增了 BSG 电机,主要是在前驱技术上实现启停、电机 Boost 和能量回收等混动技术,使得整车动力性能相比同排量燃油车提升 30%。而后桥部分所增加的 2 挡减速器是为了保证电动机无论何时都能处于高效状态,并提升车辆在高速时良好的性能。

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与此同时,Pi4 平台也有一点不足,为了实现更全面的安全性,将后桥上的电池包安置在了行李厢下方的位置处,再结合更高标准的安全性的确是很有保障,但在行李厢的空间会有一定的影响。

华晨宝马 X1 25Le:BMW iPerformace eDrive 结构的简介

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宝马 X1 25Le 的这套混动系统则仅由一台 1.5T 三缸涡轮增压发动机和一台电机组成,发动机布置在前轴用于驱动前轮,电机布置在后轴用于驱动后轮行驶,不过只有在特定模式下才能实现四驱行驶。

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在 EV 模式,此时发动机不启动,电池给后轴上的电机供电,电机驱动后轮行驶,此时车辆处于后驱模式,这也符合宝马一贯以来的特性。在发动机驱动模式下,此时发动机启动一边驱动车辆行驶,一边给电池充电,此时后轴上的电机不工作,车辆变成前驱模式。而在混动模式下,发动机和电机同时工作,分别驱动前轮和后轮行驶,此时车辆便变成了四驱模式。

BMW iPerformace eDrive 结构的优劣势:

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值得一提的是,如果在全力踩下油门踏板触发宝马特有的 eBoost 超增压模式时,位于前轴上与发动机相连的大功率起动机也会参与发力,提供额外 60Nm 的扭矩帮助驱动车辆行驶,在这种特殊的情况,宝马 X1 25Le 就变成了“三擎四驱”的行驶模式。

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宝马 X1 25Le 只有在混动模式下才能实现四驱行驶,其余情况下既有前驱也有后驱,对于大部分的城市路况还是以后驱为主。可以说华晨宝马 X1 25Le 在保留品牌的后驱特性基础上采用了一种相对保守的技术路线,放弃了全时电四驱,同时也带来了性能上的妥协。

上汽荣威 eRX5:全新 BSG+TM 结构的简介

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上汽集团的这套 BSG+TM 双电机结构的混动系统大多数情况下均是以电动机驱动为主。如果从结构上来说会相对复杂些,但运行起来却更为简单。

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这套混动系统是由发动机、电驱变速器(集成了 ISG 电机和 TM 电机)、混动控制单元、电池组和电机控制器等所组成。由于发动机、 ISG 电机和 TM 电机之间巧妙地分配与合作,能实现纯电动、发动机直驱、行车充电、混动(串联、并联)的行驶驱动模式,不过 eRX5 仅拥有前驱模式。

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在纯电模式且电量充足的情况下,TM 电机负责驱动车轮,而发动机和 ISG 电机则不工作。而当车辆在中高速巡航行驶时,此时就进入了发动机直驱模式,两个电动机均不工作。当电池电量较低,车辆车速和扭矩需求都不高时,发动机一部分动力驱动车辆,另一部分动力通过 ISG 发电给电池补充能量,这就是行车充电模式。

而混动模式则分为串联和并联这两种。其中在串联模式下,当电池电量低时,发动机会带动 ISG 电机发电给电池补充电量,TM 电机则负责驱动车辆。并联模式则往往发生在需要急加速时,发动机、ISG 电机和TM电机三者同时工作,共同驱动车辆来提供强劲的动力。

全新 BSG+TM 结构的简介和优劣势:

除了以上 5 种行驶驱动模式外,这套混动系统还支持“能量回收”、“怠速充电”和“外界充电”的 3 种模式。

不过这套混动系统尽管更智能化,大部分通过电驱行驶的平顺性也更好,但在性能上却显得一般。未来如果发动机的热效率和混动系统能量传递效率能再进一步提高,及完善混动的控制策略,同时驱动电机的功率和电池能量密度都能进一步提高的话,整套系统的表现会更完美。

简单理解:华晨宝马 X1 25Le 的混动结构大多数情况下以后驱为主,因此也延续了 BMW 品牌操控和性能上的精髓;荣威 eRX5 由于基本以电动机来驱动行驶,所以在平顺性和舒适性上有着一定的优势;而 WEY P8 上经过优化的 Pi4 架构则兼顾了前两者的优势。

为何 WEY P8 有资格直接对标 X1 PHEV?原因竟然在结构上

其实在混合动力的结构上除了“串联”、“并联”和“混联”的 3 种形式外,根据发动机在混动系统结构中布局的位置,行业内对混动系统还有不同架构的说法,其中“P”是 position 的意思,代表驱动电机在混动系统中的位置,而根据位置不同目前又分为 P0 到 P4 这五种分类:

P0:驱动电机位于发动机前端,与皮带轮相连;

P1:驱动电机位于发动机内,电驱系统直接带动曲轴;

P2:驱动电机位于发动机与变速器之间,即变速箱的输入轴;

P3:驱动电机位于变速器输出轴端;

P4:驱动电机位置与发动机和变速箱分离,一般用于驱动无动力车轮。

简单来说其实“P0”属于最简洁的混动架构,也就是“弱混”;“P1”则是专为发动机设计的,无法实现纯电功能;“P2”则让混动模式更加灵活,中间增加分离离合器进行控制,但对车内空间有所影响,发动机也需要小型化。

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“P3”则可以看作是并联结构的开始,但不能实现发动机的智能启停;“P4”则是并联结构的更好展现,但需要与 BSG 电机配合组成“P0 + P4”架构才能完美。

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而为什么 WEY P8 能够直接与华晨宝马 X1 25Le 相竞争呢?主要原因就是他们的混动架构都是“P0 + P4”的最优组合。只是华晨宝马 X1 25Le 的结构更为基础,同时为了向性能妥协还放弃了电四驱系统,而 WEY P8 则在此基础上加入了提升性能的 BSG 电机和后两挡减速器,就是因为这两个小小的改动却发生了巨大的变化。

“P0 + P4”的架构在日常行驶中的表现

华晨宝马 X1 25Le 绝大多数行驶状态中均以后驱模式在行驶,性能方面的表现还是非常不错,但没有智能四驱的加持,在遇到特殊路况时的表现就非常一般了。

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与此同时,除了在电脑判断出需要四驱时会提供之外,就只能通过全力踩下油门踏板时,所触发的 eBoost 来实现“四驱模式”了,这显然有些不太智能和实用。

而 WEY P8 的前后桥扭矩则能任意调配并更轻松的实现四驱系统,再加上前桥 BSG 电机的 Boost 功能,以及能时刻让电动机处于高效状态下的后 2 挡减速器,这些不仅让 WEY P8 拥有了更好的越障性能,同时也能随时随地轻松实现最佳的运动性能表现。

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值得一提的是,WEY P8 还能始终保留 20% 左右的电池电量用来应对车辆突然出现打滑的现象,所以整车并不会出现因为电池没电就无法切换到四驱模式的情况发生。另外,WEY P8 凭借远逾同级的爬坡性能在干燥沥青路面实现 60% 的最大爬坡度。

上汽集团的 EDU 系统在日常行驶中的表现

由于发动机 + BSG 电机和 TM 电机的布局和技术特征,使得荣威 eRX5 在绝大多数情况下,基本都是以 TM 电动机来驱动前轮来行驶,同时整车也只有前驱这一种模式。

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而得益于电动机输出的优势,荣威 eRX5 在城市道路上拥有更好的平顺性和舒适性,但在性能和加速度上的表现就很平庸了。

简单理解:宝马X1 25Le 混动系统的软硬件调节都更偏于城市驾驶,同时向性能的妥协也能带来愉悦的驾驶感受,只是固定模式的四驱系统在使用上显得很不智能。而荣威 eRX5 则是一款完全偏向城市道路的车型,其中平顺性和舒适性是它的诉求。而 WEY P8 不仅具备舒适性和运动型,同时通过更智能的软件算法,再结合中国复杂道路的调校,在四驱系统上的应用更得心应手。

三款主流插电式混动 SUV 的电池效能分析与对比

最后想特别的说一点,关于 SOC 的设置方面,在 SAVE 模式下,WEY P8 电池 SOC 可以在 50-80% 的区间进行自由调节,用户可以更加灵活的根据接下来的路线行程选择相应的模式。

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比如接下来如果有很长的一段时间都是在高速路上,那么我可以把 SOC 设置得更高,让电池能增加更多的电量,进一步降低整车的能耗。而如果接下来的高速路程不是很高,那么我可以适当的把 SOC 设置低一些,让发动机的负荷不那么大。

宝马同样也提供了 SAVE Battery 模式,不过它没有提供可以让用户自由调节的 SOC 设定,它只能把你的电池电量保持在当前的数值。比如你当前电量为 50%,当你开启了 SAVE Battery 模式之后,电池电量只能保持在 50% 左右的范围无法持续增加。荣威与宝马一样也不提供 SOC 的设定,系统只能将电量保持在当前的模式而无法持续增加。

全文总结:荣威 eRX5 更适合城市使用,华晨宝马 X1 25Le 更适合多环境使用,而 WEY P8 则是各取所长。

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