解密上汽第4代超级混动技术DM-H,荣威向新能源行业龙头位置靠拢

狮座谈車啊 2024-03-24 21:40:32



上汽荣威宣布将依托“全新一代DMH双电机混动技术、全新一代魔方电池系统、全新一代上汽星云纯电动系统化平台、”三大全新技术底座,在纯电与混动领域全面发力,加速新能源化转型。

时至今日,中国自主车企混动技术平台均已基本成型,未来混动市场的产品竞争将更为激烈。自 2006 年起,自主品牌的混动技术逐步面世,开启技术迭代进程。目前,各自主车企均已实现混动技术的初步积累:上汽集团已完成4轮技术迭代,从第一代EDU混动系统技术到第二代EDU智能电驱技术,到第三代EDU G2+PLUS超级混动,以及以电为主的P1+P3双电机DMH超级混动技术;长安拥有P2及增程式架构,均有对应车型上市;长城基于柠檬 DHT 系统推出 HEV 以及 PHEV 车型;吉利 GHS 技术已完成两轮迭代; 广汽 GMC 混动技术已实现三轮迭代。

各自主厂商目前均已初步打造混动技术根基,并基于技术不断推出原有车型的混动版本,或推出全新车型。短期维度,各自主厂商仍将持续进行技术迭代,契合市场需求的混动技术将最先受益;中期维度,混动行业将迎来更为激烈的产品竞争。

未来,插混车型有望在 10-15 万价格带进一步渗透:价格带上看,10-15 万价格带有望成为未来插混车型的主要渗透方向。伴随未来各车型形成规模效应,成本下降,插混技术有望进一步下沉至这一区间。另外,伴随自主品牌上攻,推出高端车型,插混车型在 25-30 万价格带中也有望取到较好的表现。

近日,吴佩频道发了一张上汽最新P1+P3双电机串并联结构的车型前舱图片,提到:上汽放弃了EDU,有很多网友说:上百亿不是打水漂了。其实,也说不上是放弃EDU吧,只是核心零部件的集成度比过去更高了。P1+P3的双电机DHT方案之所以在目前占据主流地位,一方面是P1+P3的方案对电机占用的布置空间没有那么高的要求,在变速箱之后(P3)布置电机,电机体积、功率可以做得比较大。另一方面是在变速箱之前的位置(P2)装电机,布置空间比较小,要保证电机输出功率的同时,还不能把电机的体积做得太大。上汽最新3挡DHT,也是平行轴布局,横置平台专用,发动机3挡电机1挡,换挡方式为行星排换挡,即通过离合器加制动器组合不同档位,属于P1+P3构型。

重新定义插电混动是汽车电气化的必要环节

插混与油混技术同源:参考国家标准,混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle;HEV)是指至少配有两个动力源(燃油、电池)的汽车。按照外接充电能力,HEV可以下分为油电混动以及插电混动(Plug-in HEV;PHEV)。油混与插混具有技术同源性,仅仅只是 在能源补给方式上有所差异,二者均在混动赛道竞争。

混动市场参与厂商众多,品牌、产品丰富。目前,市场在售油电混动代表车企品牌为丰 田与本田,代表车型包括:丰田凯美瑞(双擎版)、本田雅阁(混动版);插电混动代表 品牌包括比亚迪,代表车型包括:比亚迪 DM-i 系列。增程式电动汽车(Range-extended EV;REEV)属于在插混车型,代表车企为理想、AITO,代表车型包括:理想 One、AITO问界M5 等。插电混动车型的电气化程度较高。

按照汽车电气化程度从低到高:传统燃油汽车(ICE) 以及非插电式混动动力电动汽车(HEV)的能量来源 100%来自于燃油,HEV 通过发动机与电驱系统的配合工作,起到节能省油的效果;PHEV 可以外接充电,其能量来源自于燃油以及电力,是一种电气化程度更高的汽车。

上汽新能源发展技术路线:插混路线多元,双电机P1+P3架构成为主流

混合动力技术省油的关键,是使发动机尽量工作在高效区。从汽车工作原理的角度,在 不同工况下,发动机的热效率是不同的,如果让发动机来覆盖全部工况,则发动机势必 需要经常运行在堵车、怠速等费油工况,进而降低燃油经济性。混动技术的设计初衷就 是通过电动机调整发动机的转速与扭矩,缩小发动机所需覆盖的工况,使其能够尽可能 地工作在高效区,从而起到提高发动机综合热效率的作用,进而降低油耗。

混动系统可以由电机所处的位臵进行分类。电机可以布臵于汽车传动系统中的多个位臵, 主要有以下几种布臵形式: P0 电机:位于发动机前端,也称为 BSG 电机。 P1 电机:位于发动机后端,也称为 ISG 电机/CSG 电机。 P2 电机:位于离合器之后,变速箱之前,电机能够与发动机解耦。 P2.5 电机:位于双离合变速箱内部,与变速箱的一根输入轴耦合。P3 电机:位于变速箱之后,与变速箱的输出轴耦合。 P4 电机:位于后桥(以前臵前驱车为例),实现与发动机的解耦。

双电机方案成为行业主流,P1+P3 架构居多。从各厂商最新研发的混动系统来看,目 前,单电机方案占少数,双电机方案成为行业主流:自主方面,上汽 DHT 与长安 iDD; 合资方面,沃尔沃、奔驰、大众等厂商使用的是 P2+变速箱的单电机混动系统。

多数厂 商目前所使用的是双电机方案:日系方面,丰田 THS、本田 iMMD 均采用双电机+E-CVT 的架构;

自主方面,上汽荣威DMH(P1+P3、)比亚迪 DM-i(P1+P3)、广汽 GMC(P1+P3)、吉利 GHS(P1+P2)、 长城柠檬 DHT(P1+P3);

合资方面,福特、别克(双电机+E-CVT)均采用双电机方案。

在双电机方案中,P1+P3 架构凭借其较好的燃油经济性优势以及对性能的平衡,获得多 数自主厂商的青睐。除上述单/双电机之外,理想、岚图、AITO 等采用增程式技术路线。

主流混动技术路线简析

在介绍自主品牌几大主流混动技术之前,我们先来简单回顾一下当前混合动力的几种主流技术路线,主要包括串联构型、并联构型、功率分流构型和串并联构型,以及以48V为代表的轻混系统。

串联构型:最典型的代表便是增程式电动车,可以类比“串联电路”,发动机作为发动机供电,由电动机驱动车轮,电池作为存储介质位于二者之间。发动机与驱动电机串联,发动机并不直接参与驱动车轮。除了主流的可以插电的增程式,也有以日产e-POWER为代表的非插电式串联混动车型。

并联构型:则可类比“并联电路”来理解,发动机与驱动电机是相对独立的两套动力系统,可以分别驱动车轮,也可以共同发力驱动车轮,因而普遍有全速域更佳的动力表现,但发动机并不会向电池或驱动电机供电,因此在馈电状态下能耗表现普遍欠佳。

功率分流构型:代表为丰田THS,通过一套相对复杂的行星齿轮,在不同工况下自动分配动力,例如低速时有电机驱动行星齿轮驱动车辆;低负荷时发动机一部分动力用于驱动车辆,另一部分为电池充电;高负荷时发动机与电机共同参与驱动车辆;制动减速时车轮带动行星齿轮通过电机发电为电池补能等。丰田作为混动车型的先行者与推广者之一,功率分流构型混动很长时间里成为了最主流的混动技术路线,同时丰田初期树立的专利壁垒也让后来在这功率分流构型混动技术领域长期举步维艰。

串并联构型:顾名思义融合了串联、并联构型的特征,发动机即可以为电池、电机供电,也可以参与驱动车辆。是目前最火的混动技术路线之一,包括本田i-MMD、比亚迪DM-i、吉利雷神Hi·X、魏牌DHT等都属于串并联构型的分支。

除了以上4种主流混动构型,以48V为代表的MHEV轻混系统,也经常被列为混动的一种并且得到了大量推广,但48V轻混系统电动机与发动机直接相连,并不具备真正的纯电驱动模式,且通常采用小电机、小电池,仅起到辅助节油的作用,提升空间有限。当然,还有利用超级电容、飞轮等等组成的更多样化的混动形式,目前并未大量普及,不在本文的讨论范围中。

值得一提的是,混动构型与是否插电并不直接相关,前述4种构型均支持非插电的HEV版本与插电的PHEV(增程式REEV)。主要是国内将非插电混动车型归为节能车上蓝牌,插电车型归为新能源车上绿牌,以及早年功率分流/串并联构型代表品牌丰田、本田仅有非插电HEV车型,而当时PHEV车型多数为并联构型,给消费者留下了深刻印象。如今两田均基于自身的混动系统推出了可以上绿牌的插电混动系统,而自主品牌近来推出的插电混动车型也不少采用了串并联构型。

另外介绍混动系统时经常会提到的P0、P1、P2、P3、P4电机,其实指的是电机与发动机、变速箱等的相对位置:

P0:是指电机布置在发动机前,主要用于辅助发动机启动和动能回收的作用;

P1:是指电机布置在发动机后变速箱前,P1电机与发动机为硬连接,可以看做是一体结构,电机不具备纯电驱动能力;

P2:是指电机布置在变速箱的输入轴,与发动机可通过离合器断开连接,电机需通过变速箱传导驱动车轮。另外双离合变速箱有两个离合器和两根动力轴,放置于其中一根动力轴上的电机可以配合离合器变化出更多样的驱动模式,也被称为P2.5,当然其本质也是P2电机的一个分支。

P3:是指电机布置在变速箱的输出端,电机不经变速箱传导直接驱动车轮。

P4:则是指直接将电机放在与发动机没有刚性连接的后驱动桥,与发动机完全独立,并不存在“混”的模式,可以与任意构型的动力形式兼容,主要用于前驱混动车型增加4驱版本,包括丰田E-Four、比亚迪超级混动四驱等均通过P4电机实现。当然部分存在第三对车轮的六驱新能源车,驱动第三对车轮的电机同样为P4电机。

 

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