聊聊混动第三期|理想之前的增程式是什么样的?

聊聊混动第三期|理想之前的增程式是什么样的?

11月13日

本文字数:2659字

阅读时间:16分钟


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比亚迪DM-i、吉利雷神Hi·X、长城柠檬DHT、奇瑞鲲鹏DHT、长安智电iDD、广汽智电新能源、上汽DMH……自主品牌混动技术正滚滚而来,从这一期开始,我们将逐步梳理它们的发展路径。

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 编辑|秦志聪

责编|崔建伟


第一个我们盘点下广汽,广汽最早在混动方面的尝试,要追溯到2009年。
该年,广汽首款混动车型基于传祺GA5完成了开发。这台车几乎没有出现在大众视野中,为数不多的公开资料,基本都是广州当地的车主在路上行驶或在广汽4S店附件的偶遇。据传,该车当时仅生产了200辆,只作为广汽内部员工购买使用。从少有的一些图片中,能清楚看见这款车型身上有“四驱混合动力传祺”、“Hybrid 4WD”等字样。
广汽官方曾透露该车为一台P1+P4构型的混动车型。P1电机与P4电机的作用我们在之前的文章中提到过,前者又被称为ISG电机,即Integrated Starter Generator,整合式启动发电一体电机。它的位置在发动机之后,与发动机的曲轴整合在一起,代替了发动机飞轮的位置。曲轴作为P1电机的转子,定子则集成在发动机机体上。
除了保留飞轮储存发动机做功的能量和惯性的功能外,它的功效与P0电机类似,包括支持发动机启停、动能回收和辅助动力输出。
这里补一个题外话,眼下随着DHT的发展,P1电机的位置已经向后移动,当前大多通过齿轮接入在DHT变速器的输入轴上,更进一步的如上汽DMH中甚至做了同轴结构的改进。跟早先集成在发动机上的P1电机在可以说已经不是一个东西了。不过这都是后话了,等后续讲到上汽混动技术发展时,我们再进行进一步解读。
上图上汽DMH变速器爆炸图中,最左侧的就是P1电机
P4电机就更好理解了,它位于驱动轴的另一个轴上(大多在后轴上),不用传动系统,就可以实现四驱功能,几乎可以加在所有的混动系统中。
发动机与P1电机驱动前轮,P4电机驱动后轮,形成四驱架构。这也是为什么这一款GA5被称为“四驱混合动力传祺”,身上有“Hybrid 4WD”字样的原因。
从技术根本上来说,这套混动系统只是在燃油车架构上加入了双电机,完成最基本的增强动力,补齐四驱,提升经济性的功能,属于比较初级的电动化改造,大致可以判断其没有对架构进行根本性的调整。但它作为广汽混动技术研发的开端,还是值得我们提上一嘴的。
真正的突破要等到5年之后。
2014年,广汽传祺拿出了国内首款增程式电动汽车,这款车型依旧基于GA5进行研发,带上了REV的后缀。在动力上,采用了1.0L内燃机+发电机+驱动电机的组合。
有意思的是,或许是因为当年增程技术并不是特别普及。在那时候的报道中,对这套动力组合的各项参数说什么的都有。唯一能确定的是该车峰值功率为94kW,搭载一个13千瓦时的磷酸铁锂电池包。这个只有13度电的电池包不大,重新设计底盘有些不值当,广汽所幸将GA5 REV的备胎给扣掉了,将这个小电池包放在了后备箱的盖板下方。
从上图明显可见电池包区域占用了备胎的位置
至于发电机与驱动电机的功率,如我们前文所说,当时的报道里说什么的都有,比较可信的数据来源于当年广汽传祺自己发布的微博,文中称发电机功率为31kW。结合增程式技术的特点和整车峰值功率94kW的数据。我们大概能猜测到,这或许是一个类似于后来以宝马i3为代表的欧系增程方案。
比较典型的特征是增程器和发电机的功率远远小于驱动电机,电池包就大了很多。对比一下宝马i3和日产Note e-POWER的数据就可以明确可见。i3所搭载的发动机,最大功率只有25kW,而驱动电机则能爆发125kW的最大功率。所搭载的电池组容量为33kWh,作为对比,另一个增程方案的典型代表,日产Note e-POWER的电池包则只有可怜的1.5度电。
可以说宝马i3方案的设计初衷,是默认车主拥有较好的充电条件,续航主要依靠电池包里价格低廉的电网电力解决。当电量下降到一定值后,增程器才会启动,为电池补充电量。由于增程器功率远小于发动机功率,又缺少直接供电驱动电机的方式(对,宝马这套方案中,增程器的电力只能经过电池抵达驱动电机),所以为避免电池电量耗干,车辆会自动降低输出功率,比如限制车速,调高空调温度等。这也是这款车型比较被诟病的一点。至于市场表现嘛,宝马i3也基本上没啥表现的机会。
在彼时的报道中,我们也能看到,GA5 REV在日常状况下由纯电模式驱动,在电池电量低于15%时,31kW的发动机启动,为电池供电,与i3方案神似。
发动机只作为应急补充,且始终可以处于最高效的工作区间,负责发电就好,经济性是有保障的。另外由于整车驱动完全依靠电机,在低速加速时的表现也不错。凭借较好的经济性和动力性,GA5 REV在全产品生命周期中售出了几千辆。
既然说到这了,我们顺带说下另一套增程方案,那就是以日产e-POWER为代表的日系增程系统。
比较明显的特征是小功率电机加小号电池。在增程技术发展初期,充电网络也不完善,通过电网补能获取低廉电力不是那么的方便。加之电池技术不发达,电池包只有可怜的1.5度电,也决定了充电补能只能作为一个补充手段。即使给增程式加上充电能力,也要考虑上述两个因素的限制。这意味着绝大多数场景下,日产e-POWER只能依靠,也必须依靠增程器来增加续航里程。
在日常使用时,增程器会尽量跟上驱动电机所需的功率,频繁运转,保证电池电量。在起步阶段,由电池供电给驱动电机。高速巡航时,由增程器发电,直接输送给驱动电机。少数需要大功率的场景下,增程器与电池共同发力,补足功率缺口。
但这套方案的缺点也比较明显,小电机加小电池无法支撑较大车型的动力需求。换句话说,如果你要造一台理想ONE那么大的增程式的话,肯定不能使用这个方案。
既然我们在理想和理想ONE出世之前,几乎没有听说过增程式技术,那么说明后续这一项技术并非广汽或者大多数自主品牌的主流攻坚方向。事实上也确实如此,理想所依赖的成功基底,来自于充电网络的日渐完善,补能条件变得越来越便利;电池技术的飞速发展,更大的电池包得以装载上车;互联网造车浪潮的洗礼,用户思维对于汽车销售、运营等多方面的重塑。上述种种都是2015年左右自主品牌所不具备的革命条件,增程式昙花一现后,攻坚方向又回到了插混技术上。
有意思的是,在这样的不利局面之下,短短几年之后,自主品牌依旧纷纷取得了突破。以广汽为例,仅仅3年后的2017年,第一代DHT系统便亮相。
而这一切的一切,都要从一台发动机说起……



 
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