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长安UNI-K iDD告诉我们姜还是老的辣

2024-08-19 00:00 阅读了

根据国家《节能与新能源技术路线图2.0》的规划,2025年混合动力乘用车占传统车销量的50%以上,使得近几年的汽车行业风云巨变,沉寂多年的混动技术如雨后春笋般的涌现,『到底哪种混动技术好』的话题时常出现在专业或非专业的聊天群中。

今天《混动百科》开一个番外篇,通过「长安UNI-K iDD」所搭载的「长安蓝鲸iDD混动系统」(后简称「蓝鲸iDD」)来聊聊「P2混动系统」的一些特色。

多元化的市场,选择最合适的方案

在开始分析具体问题前,我们回顾一下一些混动技术的基础知识。

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混动汽车的分类逻辑

在以上三种分类中,第三种分类『按照外接充电能力划分』比较好理解,一句话:能不能外接电源来充电。

而『按动力系统结构形式划分』则需要通过另一张表来解释(详见《混动百科》汇总篇3):

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按动力系统结构形式划分

当然,无论是「串联式」、「并联式」还是「混联式」都会有「电机」,所以,为了方便大家研究混动技术,必须给每个「电机」一个『昵称』,通常我们通过「电机」所在位置的不同给这些「电机」命名,比如『位置1号电机』,也就是『Position 1电机』,简称「P1电机」(如下图)。

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不同位置电机的简介

不同的位置的电机便会有不同的特点,我们通过上面的表格会有一个比较快速的了解,如果你还嫌字多,我也总结了三句不怎么严谨但很简短口诀:

「P0电机」和「P1电机」:「发动机」的好伙伴,发电的小能手;

「P2电机」和「P2.5电机」:离「变速器」很『近』,能发电能驱动;

「P3电机」和「P4电机」:直驱「车轮」的打工人,『干饭』(用电)小能手。

而想要了解「Px电机架构」的朋友可以关注本专栏的万字汇总篇2,这里就不展开了。

热门混动系统

而目前市面上热门的几大混动系统,基本都可以用上面的两张表格进行更细化的分类(暂单指前桥,不考虑后桥的P4电机):

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第二代日产e-POWER混动系统示意图

1. 串联式:日产e-Power 增程器(发动机+P1电机)+P3电机;理想 增程器(P1电机+发动机)+P3电机;岚图 增程器(发动机+P1电机)+P3电机等

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蓝鲸iDD混动系统示意图

2. 并联式:长安蓝鲸iDD 发动机+P2电机+6DCT;比亚迪DM-p 发动机+P0电机(BSG)+P3电机;上汽EDU 发动机+P2电机+10AMT;大众系(含奥迪)发动机+P2电机+6/7DCT等

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本田i-MMD混动系统示意图

3. 混联式-串并联:本田i-MMD 发动机+P1电机+P3电机;比亚迪DM-i 发动机+P1电机+P3电机;长城柠檬DHT 发动机+ 2DHT(P1电机+P3电机+2AMT);吉利雷神智擎Hi·X 发动机+ 3DHT(P1电机+P2电机+3AT);奇瑞鲲鹏DHT 发动机+3DHT(P2电机+P2.5电机+3DCT)等

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丰田THS-II混动系统示意图

4. 混联式-功率分流:丰田THS-II 发动机+E-CVT(MG1电机+MG2电机+行星齿轮机构);通用Voltec 发动机+ E-CVT(MG1电机+MG2电机+行星齿轮机构)

以上大部分的混动系统我都展开过构型和原理上的介绍和分析,不过,今天我们换一个角度,我们从混动系统最根本的特性上去理解。

不同的基因,有不同的难题

其实无论是串联式、并联式还是混联式,他们的构型特点决定了混动系统的『基因』。

1. 省油基因

我们以混联式中的串并联式混动系统为例,无论是「本田i-MMD」(P13)还是「比亚迪DM-i」(P13),他们的基本逻辑都是在发动机效率不高的速域中,使用「电机」作为驱动的主角,而在高速巡航的工况下,「发动机」可以保持在高效工作区间工作,那当仁不让地让「发动机」作为主角。

这类混动系统从结构到控制逻辑都是源自省油的目的,也围绕着省油不断优化。

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自主品牌主流混动系统数据汇总(仅供参考)

但是一个硬币有两个面,另这些自带『省油』基因的混动系统头疼的,也就是他们长期以来一直想要解决的问题便是——性能。

所以,我们看到包括长城、吉利、奇瑞等厂商,在这两年发布的混动系统都是多挡位的DHT,为的就是解决「本田i-MMD」和「比亚迪DM-i」这类单挡混动变速器在20-60km/h以及80km/h以上的急加速动力跟不上的问题。

于是「长城柠檬DHT」在DHT中整合了一个2挡的AMT,使得「发动机」能在40km/h就并联介入,而「吉利雷神智擎Hi·X」的「DHT Pro」实际上整合了一个3挡的AT,使得「发动机」介入的时机进一步提前(20km/h)。

可以看出,多挡位的串并联结构优化,为的都是将「发动机」早点带入驱动系统,提升全速域的性能。

2. 性能基因

而欧美国家,尤其是德国,更趋向于「P2混动系统」,比如我们此前介绍过的「奥迪A3 Sportback e-tron」(如下图),其将一颗峰值功率75kW(峰值扭矩330N·m)的「P2电机」套在了6DCT的「输入轴」上,而「发动机」则是通过单独的「离合器」接入动力总成。

除此之外,宝马也有『P2电机+8AT』的混动架构,奔驰也在其PHEV车型上同样使用过『P2电机+DCT/AT』的混动架构。

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奥迪A3 Sportback e-tron(2017)

其实,大家从德国拥有『不限速公路』的国情,就可以猜出了「P2混动系统」最大的特点——让动力总成能长期、稳定地保持车辆进行高速(或许说是『急速』、『极限』)行驶。

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长安UNI-K iDD

而『性能』这一基因又源自「P2混动系统」的基础构型和原理:「发动机」可随时介入直驱,并可以和燃油车一样,在急加速时,轻松地进行降档的操作,保证全程持续强劲的动力输出。

此外,「发动机」与多挡「变速器」组成的动力组合,使得整套混动系统受「电机」、「电池」性能衰减的影响更小,保证高低温多场景下的动力稳定性。

当然,如「蓝鲸iDD」将「P2电机」深度融合的混动系统,在实现了低速场景的纯电驱动,弥补燃油车油耗方面劣势的同时。

还吃了一波「电机」响应快的红利,弥补「发动机」低速响应慢的弱势,获得比传统燃油?更快、更流畅的动力体验。

但「P2混动系统」在技术方面存同样也是有难点的,比如在此前章节中提到的:

1. 体积问题:如果简单地在传统燃油车动力总成上加电机,那么体积就会很大,布局就成了难点;

2. 控制问题:如果油电的控制逻辑不好,就会造成『有电一条龙,没电毛毛虫』的尴尬混动体验,同时也不能很好地控制油耗等。

当然,还有更多的细节难点,而为了解决种种难点,就对主机厂提出了两个能力上的要求:

1. 主机厂必须要拥有自主开发变速器的能力,这样才能进行从硬件设计到生产,直至标定的全部正向研发;

2. 主机厂必须拥有很强的集成能力,不能简单将电机与变速器进行直接叠加,因为这样会导致整个系统尺寸长,平台化应用难,系统效率不也不会太高。

没有最好,只有最适合

我们会发现目前混动系统呈多元化发展的趋势,不同混动技术路线各有设计起点,而需要解决的问题也各有不同,所以,没有最好的技术路线和产品,比如长安选择了一条最适合自身优势和车型的技术路线,但也是一条更有挑战坎坷的道路。

接下来我们就来看看长安的工程师是如何攻坚这些难点的。

面对坎坷,长安选择技术攻坚

长安应该是国内对「P2混动系统」最坚持的主机厂,而「蓝鲸iDD」是长安推出的第二代集成式的「P2混动系统」,iDD 是『intelligent Dual Drive』(智能油电双驱)的简称,而这一套混动系统的核心内涵便是「混动专用发动机」、「电驱变速器」、「PHEV 电池」以及「智慧控制系统」四大模块。

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蓝鲸iDD的组成与特色

既然是『二代目』,那就说明今天的技术并非一蹴而就,其实在2013年长安就开始研发第一代分离式的「P2混动系统」,并于2017年正式推出,但意识到若不解决最重要的平台化问题,实现该技术的大规模应用是不太现实的。

此后经过多年的潜心研究,才有了「蓝鲸iDD」。

那么这些年长安中到底攻坚了哪些技术难题呢?

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