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長城DHT混動技術比豐田更先進?一篇文章說明白

? [汽車之家 技術] 作為一家崇尚技術的中國品牌汽車企業,長城汽車一直秉承的是「研發過度投入」的原則,尤其在今年長城旗下檸檬、坦克以及咖啡智能三大技術品牌的發布,讓我們對於長城汽車的技術儲備再度刮目相看。今天,長城正式發布了旗下檸檬平台DHT混動系統,並且聲稱在效率和油耗上,具備同世界頂尖水平一戰的實力。我們在第一時間對其進行了深入了解和簡單體驗,接下來就看看這套混動系統究竟有何獨特之處。

這篇文章主要聊到:

1、為什麼要做高效混動系統?

2、長城的DHT混動系統比豐田的先進?

3、實際開起來感覺如何?

● 高效的混動系統將成為主流

? 此前中國汽車市場一直在大力推進新能源汽車(尤其是純電動汽車)的發展,甚至一度「禁售燃油車」的說法甚囂塵上,前不久,隨著中國汽車工程學會發布了《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》,國家層面對於未來汽車技術的發展路線也逐漸清晰,其中明確確立了節能汽車在未來市場主力的地位,並且重點強調要擴大混合動力技術的應用比例(在2025年混合動力要佔傳統能源新車的50-60%,2035年佔比達到100%)。考慮到傳統燃油車型的成本和使用便利性優勢,可以預見的是,在未來相當長的時間內,仍然將是市場主力。對於車企來說,未來若想保證燃油汽車的市場份額,那就必須推進高效低耗動力總成技術的研發,面對越來越嚴苛的油耗限值,目前看一套高效的混合動力系統是必經之路,這對於不少車企來說的確是一個不小的挑戰。

? 說起混合動力技術,無論從技術先進性還是市場表現來看,日本兩大巨頭豐田、本田都是毫無爭議的領先者。雖然結構不同,但是從理念上來說豐田的THS以及本田的i-MMD混動系統卻是異曲同工:通過雙電機以及電池來調節發動機的工況點,使其盡可地工作在高效工況區間內。根據能量守恆定律,這意味著汽油中儲存的化學能最大程度地轉化成了驅動車輛前進的機械能,避免了浪費,從而降低了油耗。

? 反觀如今除了「兩田」以外,國內大部分混動車型採用的混動系統無外乎有兩種:一是配合48V電氣系統,由一台高功率啟發一體電機來協助發動機發力,業內稱之為P0結構;另外則是在變速箱中集成一台電動機,這樣發動機可以斷開同變速箱的連接,由電機單獨驅動車輛行駛,這被稱為P2系統。

? 這兩套系統的優勢在於結構簡單,P0系統在48V電氣系統以及電動附件的協助下,可以盡量減輕發動機的負載;而P2系統則是通過更大功率的電機以及更大容量的電池,在更多工況下實現純電動驅動,並且由於結構簡單,更加方便改裝成為插電式混合動力系統。但與此同時,它們的缺點也同樣明顯:單電機結構無法靈活調節發動機的工況點,節油效果有限。在目前的技術條件下,實現《路線圖2.0》的油耗限值不太現實。

? 因此目前來看,打造一套高效的動力總成系統對於所有主機廠而言都是當務之急。因此我們在今年也看到不少廠商推出了高效的發動機,而在此基礎上,打造一套高效混動系統預計將是各大廠家下一階段發力的重點。

● DHT的獨門秘笈是什麼?

? 好了,背景鋪墊得有點多,下面我們切入主題,來看看本文的主角——長城的這套全新的DHT混動系統,它的先進性在哪裡?真的能跟日本「兩田」同台競技嗎?

? 長城DHT是長城汽車歷時3年自主研發出來的一套雙電機高效混聯的混動系統,其中發動機、電動機以及控制系統都有著自主的知識產權。

? 先說原理:從設計理念上來看,長城的這套系統與THS和i-MMD基本類似,即採用雙電機將發動機同輪端解耦,來靈活調節發動機的工作狀態,讓它儘可能運轉在高效區間,同時儘可能提升傳動系統的效率,減少不必要的浪費。同發動機研發一樣,打造混動系統就是一個「死摳細節」的工作。

? 從結構上來看,長城DHT混動系統的結構並不複雜:發動機以及兩台電動機通過一個平行軸2擋減速機構連接,通過離合器來調節不同部件之間動力輸出的關係。這樣一來,可以實現以下三種工作模式:EV、串聯、並聯模式。在EV(電驅)模式下,由鋰電池帶動TM主驅動電機直接驅動車輛前進,發動機處於熄火狀態;在串聯模式下,發動機運轉在高效區間帶動GM電機發電,TM電機帶動車輪前進;在並聯模式下,發動機通過兩擋減速器驅動車輪,同時TM驅動電機協助出力來調節發動機的負載。

? 從硬體配置和工作邏輯來看,長城的這套系統與本田的i-MMD系統更加接近:它具備了高功率的TM驅動電機,最大功率130kW,最大扭矩達到了300N·m,因此在低速串聯模式下,驅動電機已經有足夠的能力單獨驅動車輛前進,這樣也更加方便布置插電式混動結構。而相比i-MMD系統,它還有一個並聯的工作模式,即在發動機通過兩擋減速器直接驅動車輪端的時候,兩台電機還可以協助出力來調節發動機的工作點,在並聯模式下可以實現更高的系統功率,同時還具備更高的動力性能。此外,在並聯模式下,系統還具備兩個擋位,這就意味著可以在更多的工況下(小負荷下35km/h以上)實現發動機直接驅動車輛,減少了不同形式能量轉換的效率損失。按照官方數據,搭載高功率版DHT混動系統的中級車型在城市工況下油耗為5L/100km,高速油耗則為6.5L/100km。

? 依據用途的不同,檸檬DHT系統可以延伸出5種不同的動力總成,其中包括兩套HEV混動以及三套PHEV插電式混動系統 。混動系統包括了應用於緊湊型車的,採用1.5L自然吸氣發動機配合100kW驅動電機的「低功率」版,以及應用於中型車的1.5T發動機加130kW電機的「高功率版」組合,而PHEV系統則定位於中大型以上的車輛,在高功率版HEV系統的基礎上,擴大電池容量(最大可達創紀錄的45kWh,純電續航達到200km),同時為後橋加裝了一套最大功率135kW的2擋P4電驅系統,來實現更長的純電續航里程以及更強勁的動力輸出。

? DHT混動系統採用了專用的高熱效率發動機,針對混動系統特點採用了阿特金森/米勒循環。電機則是長城自研,採用了與本田、大眾及通用相同發卡式扁線繞組,效率更高。同時整套系統將電機、減速器電機控制器以及DC/DC直流轉換器集成在一起,整體體積更加緊湊,也方便布置和適配不同車型的需求。

● 開起來感覺如何?

? 在長城徐水測試場,我們體驗了搭載高功率混動系統的全新一代哈弗H6試驗車,主辦方特意指出,未來DHT混動系統並不僅僅局限於H6,而H6也不一定是第一款裝備DHT混動系統的車型。但毫無疑問,這一定是銷量最大的DHT混動車型。

? 由於體驗環節比較簡單,我們僅僅在場地內體驗了急加速/減速、低速巡航以及高速巡航場景。這些基本涵蓋了這套系統在不同工況下的運轉邏輯。

? 在從0km/h起步的急加速環節,當深踩油門踏板,系統將處於串聯模式,即發動機帶動發電機發點,而驅動電機TM作為主動力源,此時油門踏板響應十分線性,同時也能夠帶來較強的推背感,只是從聽覺感受來說,它類似於裝備CVT變速箱或者裝載本田i-MMD混動:發動機聲浪並不會隨著速度的升高而變化,而是一直處於3000rpm左右的高效區間。當速度達到80km/h時,系統會切換為並聯,即發動機與驅動電機一起出力。此時發動機連接2擋減速器的「動力擋」,配合電機同時輸出。值得一提的是,這套系統在不同模式切換時,發動機介入只會感到發動機聲浪的變化,而在離合器接合時車輛毫無頓挫。這顯示出深厚的調校和標定功底。

? 根據工程師介紹,雖然通過離合器來切換不同的工作模式,但是這套離合器在接合時基本不存在滑動摩擦:通過調整電機的輸出,在離合斷開時等功率填充,使得加速過程沒有中斷,同時也不存在頓挫,體驗良好。

? 另外與i-MMD在中低速區間內採用串聯電驅的邏輯不同,DHT系統在平緩行駛時速度達到35km/h就可以切換為發動機直驅的並聯模式,這樣做的意圖是儘可能消除串聯過程中不同能量轉換的損失,但是此時與採用普通變速器的燃油車型工作模式也不盡相同:在發動機直驅模式下,雙電機可以調節發動機的負載,從而令其始終處於高效區間內。

? 在測試場的高環道路上行駛時,與i-MMD類似,這台混動車基本會使用發動機通過經濟擋直驅模式來為車輛提供動力,當有動力需求時,電機會介入提供額外的協助。這就避免了本田i-MMD系統在高速工況下「力不從心」的遺憾。總體而言從使用感受上,這台DHT版H6除了在聽覺上與普通車型不同之外,在動力輸出的平順性以及動力性上顯然更勝一籌。

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