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    打破日系垄断,长安即将量产不插电混动车,百公里4.3L

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    线外邦2018-12-19

    说起纯混动技术的翘楚,很多人脑海里第一个概念就是“本田和丰田“。以至于业内有个不成文的说法,由于“两田”垄断了太多的混动技术专利,导致其他车厂,只能走插电混或者纯电车的道路。甚至于国产品牌“弯道超车”发展战略,也被视为绕开纯混动的无奈之举。很长时间以来,笔者也对这种说法深信不疑。不过,近日笔者走进了长安汽车工程研究总院,近距离和长安工程师们详细了解了“长安第二代智慧混动系统”之后,这种观点已被完全颠覆。其实,国产品牌不仅能做插电混(PHEV),也能做成熟且先进的纯油混(HEV)。而且各项技术指标,并不比“两田”差。具体情况如何,且看我们的详细报道。

    看到了“第二代长安混动系统”的样机

    趁着长安汽车“技术开放日”的机会,笔者走进长安汽车工程研究总院的技术展示大厅。在展厅的一角,看到了这台“长安第二代智慧混动系统”的样机。简单说,它由一台发动机、一套电机、一套变速器和相关零件组合而成。其三大硬核技术分别为,40%热效率混动专用发动机、紧凑型机电耦合系统(提高机电一体化传动效率)、智能协同控制技术(负责对油和电两种能量的管理)。

    如上图,右边深色部分、看起来高一些的,是发动机,左边浅色部分、矮一些的,是机电集成变速器(其内部集成了电机和变速器)。这套混动系统,可以由汽油发动机输出动力,也可以由电机单独输出动力,也可以混合驱动,也可以从油转化为电输出动力,几种动力形式,通过变速器,输出到车辆传动轴上。

    混动专用发动机,热效率高达40%

    首先来看深色部分的发动机(下图左侧)。它属于长安第三代发动机的NE1系列,是一台涡轮增加机,采用了米勒循环。其热效率达到了40%。相比而言,目前市面上的涡轮增压机热效率普遍不到38%。

    这台混动专用发动机,集成了米勒循环、高压缩比(压缩比达到13:1)、冷却EGR技术(废气再循环冷却)、缸盖集成排气歧管(集成排气歧管的技术这两年非常流行,将排气歧管集成到缸盖上,可缩短废气管路,让废气尽快到达涡轮增压器,缩短涡轮延迟,同时降低排气温度有利于环保,也简化了发动机结构)。此外,它还采用了缸内燃油直喷技术GDI。

    混动专用发动机之所以比普通燃油机效率高,是其先天优势。通过集成电机,把发动机的运行保持到最高效率区间。传统发动机要兼顾低负荷(如城市路段)和高负荷(如高速路段)等多种工况,不能始终保持高效率运转。这台混动专用发动机,低负荷用电机,高负荷时用燃油。让PCU(动力控制系统)自行调节,对能量进行分配,每种工况用最合适的动力模式。通过动力分配的优化,使得这台发动机自身的热效率达到了40%,达到国际领先水准。

    国内首款集成式P2混合动力系统

    再看浅色部分(如下图),浅色的箱体内,集成了变速器和电机。电机位于发动机和变速器之间。这就是业内所称的P2结构。

    所谓电机P2结构,即在原有动力总成基础上,在发动机与变速器之间加入一套电动机,来实现混动、电动、燃油三种动力模式自如切换。

    下面两张图对照着看,可以大致看清三者的位置和结构。中间绿色圆形模块部分,即为在发动机和变速箱之间,插入的一套电机。

    P2结构的好处,首先是轴向尺寸很短。长安的这套系统,将电机集成到变速器之后,这套机电集成变速器的轴向长度只有415mm,从逸动到CS95等大型SUV,都可以装配,适用车型非常广。而且将P2电机与DCT变速器高度集成后,其最大承载扭矩达到了400Nm。

    其次,P2结构,电机夹在发动机和变速器之间,电机也可以用变速器的挡位。电机本身不需要太高的输出扭矩,体积可以做的较小。

    再者,就是两套动力源的“集成”做的更好,机电耦合系统最高机械传动效率≥95%,结果就是节油效率高,动力输出也不错。据长安的工程师介绍,这套混动系统整车(两驱)最快百公里加速为7秒,可支持插电混(PHEV),也可以支持纯油混(HEV)。其PHEV综合油耗可以做到1.4L/百公里,而更具说服力的HEV混动油耗,最低可以做到4.3L/百公里!

    和本田的锐混动相比,雅阁(图片|配置|询价)的2.0L阿特金森循环发动机,热效率达到40.6%,百公里油耗最低在4L。这两项核心数据上,长安的这套混动系统,分别达到了40%和4.3L/百公里。跟本田相比,并不落下风!为什么笔者在文章开头说,看到了长安的第二代混动系统,颠覆了我过去的观点。这就是原因!

    这套P2电机结构,长安是首个对外公布的国产品牌。国际上,如奥迪、宝马等品牌都开始采用。总的来说,P2结构仍是目前机电一体化最先进合理的构型方式。

    纯油混、插电混、48V、纯电几种路线同步走

    目前在售的CS75PHEV车型,是长安的第一代混动系统。而本文介绍的这套第二代混动系统,将于2020年开始搭载到量产车上。

    据长安的工程师透露,按照长安香格里拉计划,到2025年之前,长安停止所有纯燃油车的生产。全部改为机电一体化或纯电动车型。“除了48V之外,也会推出HEV车型、PHEV车型、纯电车型、几种路线同步走”。这也就意味着,HEV纯油混这个目前市场上被“两田”垄断以至于被神话的技术,长安要率先突破了。毕竟,从使用便利和续航的角度来看,HEV仍是目前最成熟便利的解决方案。

    “在做HEV之前,我们也考虑过该走哪条技术路线。纯油混这块儿,确实被日系通过专利设立了很高的技术壁垒”。长安的工程师介绍说,“但后来我们做过研究,不一定日系的是最好。现在我们的P2这块儿,做过分析,结果是我们的效率跟日系其实差不多”。

    为我们做讲解的年轻的长安美女工程师

    在笔者看来,随着国内新能源补贴的退坡乃至取消,纯电车也将迎来一个发展的分水岭。未来是哪种技术路线占主导,目前仍未有定论。但不管怎样,长安能开发自己的HEV车型,对于打破日系垄断,丰富国产品牌的新能源选择,无疑是个大好事!

    最后我们来说说电池

    在长安的工程研究总院内,我们这次也看到了长安最新的动力电池总成。

    其实,电池部分,受制于国家政策,国产品牌只能采购国内电池厂商的产品(这也是宁德时代等企业能快速发展的原因)。而考验各家车企在电池领域技术实力的部分,就是对电池的管理,包括能量输出的使用效率、热量的管理等。

    长安的动力电池总成(含EV和PHEV),据介绍有三大亮点:

    首先是最重要的电池热管理系统,电池发热一直是纯电车最核心的安全隐患,而在寒冷条件下电池衰减也非常严重。长安的这套智能热管理系统,能在高温时自动进行冷却,低温时自动进行加热,让电池始终在一个舒适的范围内工作。据工程师介绍,可以让电池在-30℃~55℃超宽温度范围正常使用,与整车空调系统一起自动识别电池当前温度并进行控制。

    如上图,蓝色亮灯部分为冷却系统模拟效果。图中所示,就是电池包铺在底盘上的样子,相当于将车的底盘朝上。

    其次是SOC精度,误差小于5%,相比行业标准提高了3%,SOC精度是电池管理系统的关键技术之一。所谓SOC概括讲,SOC=电池剩余容量/电池额定容量。SOC精度提高,对用户来说,可以更准确的对剩余能量和行驶距离进行评估。对整车来说,在行驶中,需要将SOC值始终控制在合理的区域内,从而实现节能减排、提升性能、提升效率、延长电池寿命(保持长期浅充浅放)的作用。在SOC算法的精确控制下,电池不会过充过放,也让长安汽车的电池比别家电池能放出更多电量。

    相比而言,PHEV的电池包体积就要小很多

    再者,对于用户担心的电池衰减、发热、污染问题,长安实行的全周期的安全评价体系,从研发到生产、售后,回收,覆盖整个生命周期,让用户可以安全使用。

    从工程师的介绍中,笔者了解到,长安采用的这套三元锂电子电池总成,EV电池包的重量为372kg,总电量达到53kWh,能量密度达到了150Wh/kg,PHEV电池包重量为135kg,总电量达到了12.9kWh,能量密度为95Wh/kg,均为国内领先的水准。

    整个电池包,里面的电池为采购,整个电池包的设计和开发,长安有自己完全的知识产权。

    说说观点

    通过对长安第二代混动系统的了解,更新了笔者的一个观点:新能源领域,以长安为代表的国产品牌,不仅在纯电领域强,而且在混动领域(包括插电混、油电混),都有了积累和突破。而在电池领域,各家车企虽然采购的电池未来会趋向同质化,但对电池的管理技术,则是彰显各家车企研发实力的主要途径。在新能源补贴退潮的形式下,未来新能源车必定是多种路线齐头并进、呈现百花齐放的格局。让我们期待,以长安为代表的国产品牌,能够始终立于潮头,来一场名正言顺的“弯道超车”!

    版权声明:本文为线外邦独家原创稿件,未经授权请勿转载

    (部分图片来自网络,如有侵权请联系线外邦)

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