[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車追求8AT、9AT、10AT……越來越多擋位變速箱的時候，其實混合動力技術(shù)早已將傳統(tǒng)變速箱丟掉一邊了，在燃油經(jīng)濟(jì)性完爆內(nèi)燃機(jī)的同時也實現(xiàn)了CVT變速箱一樣的無級變速能力，其中最有代表性的便是豐田的混動技術(shù)。然而，作為中國品牌的吉利并不認(rèn)為這是外國人的專屬，這不，他們展示出了全新的混合動力技術(shù)……

● 合作者or競爭者？

　　在詳細(xì)了解吉利如何PK豐田的技術(shù)前，我們先來聊聊它們背后的故事，沒錯，在混合動力技術(shù)背后他們還有著另外一層關(guān)系。

　　故事應(yīng)該先從豐田普銳斯的鎳氫電池說起。我們可以看到，即便是在鋰電池成為主流的今天，豐田依然堅持鎳氫電池的應(yīng)用，比如最新的第四代普銳斯提供了鋰電池組和鎳氫電池組兩種方案。而如今國產(chǎn)豐田混動車型的鎳氫電池供應(yīng)大多來自一家名為科力遠(yuǎn)的公司。

　　2011年，不斷壯大的科力遠(yuǎn)公司在日本收購了松下旗下的湘南電池工廠，這家電池工廠是給第一代普銳斯提供電池的企業(yè)。而2014年的第一天，吉利汽車與科力遠(yuǎn)宣布了“在一起”，成立新公司共同研發(fā)CHS（China Hybrid System）混合動力技術(shù)平臺，它具備一定的擴(kuò)展性，可以為油電混合動力（HEV）和插電式混合動力（PHEV）車型等提供總成技術(shù)。吉利占股49%，科力遠(yuǎn)占股51%，所以對豐田供應(yīng)商科力遠(yuǎn)來說，這是在做一件挑戰(zhàn)自己甲方的事情！雖然吉利與科力遠(yuǎn)研發(fā)的CHS混動技術(shù)離量產(chǎn)還差上一步，但豐田與科力遠(yuǎn)這兩個合作伙伴顯然也走上了技術(shù)競爭的道路。

● 豐田的混動技術(shù)到底牛在哪？

　　我們知道豐田識最早研究混合動力技術(shù)的廠商，在1997年第一個量產(chǎn)了油電混合動力汽車——普銳斯。隨著豐田的混合動力技術(shù)不斷積累，其能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速的E-CVT技術(shù)也日趨成熟。

　　「取消了傳統(tǒng)變速箱？」當(dāng)我們拋開豐田的這套混合動力總成后，你會發(fā)生它的機(jī)械機(jī)構(gòu)沒有我們想象的那么復(fù)雜，而且相對于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型來說，其動力總成體積并沒有太大差別。這套系統(tǒng)主要由發(fā)動機(jī)、兩臺電動機(jī)和一套行星齒輪組等構(gòu)成。雖然傳統(tǒng)變速箱結(jié)構(gòu)不見了，但卻能和CVT變速箱一樣能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速，所以豐田稱這套系統(tǒng)為E-CVT無級變速機(jī)構(gòu)。

　　「沒有傳統(tǒng)變速箱怎么變速？」豐田混合動力的核心就在于這套行星齒輪的動力耦合原理，最終通過齒圈將動力輸出到主減速器以及車輪。其中，電動機(jī)1除了發(fā)揮起動機(jī)和發(fā)電機(jī)的作用外，還能通過與之相連的太陽輪起到調(diào)速器的功能，從而實現(xiàn)了無級變速功能。

　　其實，豐田的E-CVT在結(jié)構(gòu)原理上來說并不復(fù)雜，而其難點(diǎn)在于這套混合動力系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計，例如何時啟用純電模式、何時發(fā)動機(jī)介入進(jìn)行混合驅(qū)動、何時為電池組充電以及扭矩如何分配等等。如果在任何一個工況下的控制邏輯出現(xiàn)問題，豐田便無法實現(xiàn)混合動力所追求的節(jié)能性，即便是第四代普銳斯上代號為2ZR-FXE的1.8L發(fā)動機(jī)已經(jīng)達(dá)到了40%的燃油熱效率。因此，豐田能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的混動技術(shù)完全得益于其近20年豐富的技術(shù)積累。

　　值得一提的是，任何一個廠家想要在混合動力結(jié)構(gòu)上直接COPY豐田的E-CVT技術(shù)是不可能的，因為它早已被豐田申請為自己專利技術(shù)。那么吉利又如何追趕豐田的混合動力技術(shù)呢？

● 吉利為規(guī)避豐田混動技術(shù)專利煞費(fèi)苦心，為什么？

　　從目前國內(nèi)的新能源發(fā)展來看，由于國內(nèi)充電樁系統(tǒng)還不夠完善，純電動車的續(xù)航里程問題一直飽受詬病，所以吉利必須要具備混動車型技術(shù)研發(fā)的能力，打造混動便成為了他們一個重要發(fā)展方向。

　　既然打造與豐田類似的混動技術(shù)門檻如此高，那吉利又為何還要基于行星齒輪組來研發(fā)混動技術(shù)呢？原因是吉利看中這種混動結(jié)構(gòu)相比依靠離合器介入電動機(jī)扭矩的混動結(jié)構(gòu)（例如現(xiàn)代索納塔九搭載的混動技術(shù)）在整體效能上要更具有優(yōu)勢；另外，通過行星齒輪耦合發(fā)動機(jī)與電動機(jī)的方式不會產(chǎn)生頓挫感，能夠?qū)崿F(xiàn)無級變速。

　　因此，他找到了上述所說的電池技術(shù)專家科力遠(yuǎn)公司進(jìn)行合作，依靠科力遠(yuǎn)在電池技術(shù)和電池系統(tǒng)能量管理方面的優(yōu)勢開始了混合動力系統(tǒng)的研發(fā)。

　　除此之外，我們在國家專利局的網(wǎng)站上看到了吉利申請了這樣一個專利，簡單的說其本質(zhì)上與豐田的混合動力沒有太大的區(qū)別，而唯一的特點(diǎn)是吉利通過一套雙排行星齒輪組（豐田的動力分配機(jī)構(gòu)為普通單排行星齒輪組）以及離合器的增加，繞過了豐田的技術(shù)專利。

　　吉利與科力遠(yuǎn)研發(fā)的CHS混動技術(shù)由一臺發(fā)動機(jī)、兩臺電動機(jī)、一套雙排行星齒輪組以及多部離合器等構(gòu)成，相比豐田的E-CVT結(jié)構(gòu)在零部件數(shù)量上要更多一些，結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜。

　　「CHS混動技術(shù)有什么優(yōu)勢？」相對豐田的E-CVT技術(shù)，吉利與科力遠(yuǎn)合作研發(fā)的CHS混動技術(shù)在結(jié)構(gòu)上更加復(fù)雜。由此帶來的優(yōu)勢是雙排行星齒輪組和鎖止離合器的加入讓混動系統(tǒng)的控制模式更為自由，從而降低了對發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的耦合控制的難度。另外，雙排行星齒輪相比單排行星齒輪在齒比范圍上更為寬廣，能夠一定程度上降低對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速要求。同時，缺點(diǎn)也較為明顯，即結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加后帶來的可靠性和耐久性考驗則會成倍地加大。

● CHS混合動力系統(tǒng)如何驅(qū)動車輛？

1、純電動階段

　　在起步階段，搭載這套混動系統(tǒng)的車型將完全化身為純電動汽車，此時推動車輛起步的動力完全來自于一臺電動機(jī)，發(fā)揮了純電驅(qū)動在經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢。

　　電動機(jī)1通過行星齒輪組帶動減速齒輪，然后帶動車輛行駛。此時由于發(fā)動機(jī)與行星齒輪組之間的額離合器是斷開的，所以也就免去了因發(fā)動機(jī)倒拖導(dǎo)致的能量消耗。在汽車起步之后，想要行星齒輪組的齒圈向外無級地輸出的動力，那么起到調(diào)速作用的電動機(jī)2就必須出場了，通過它改變行星輪與齒圈間傳動比，從而實現(xiàn)了無級變速功能。另外，車輛的前進(jìn)和倒車也是依靠電動機(jī)2的正反轉(zhuǎn)來決定的。

2、混合動力驅(qū)動階段

　　一方面由于電動機(jī)1的調(diào)速范圍有限，所以純電模式下車輛不可能達(dá)到較高的車速，另一方面為了彌補(bǔ)此時的扭矩不足，所當(dāng)車輛行駛到一定速度后就不得不呼喚發(fā)動機(jī)開始干活了。我們知道對于普通的內(nèi)燃機(jī)車型來說，想要讓車輛行駛起來，第一步就是要依靠起動機(jī)來拖動發(fā)動機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)起來，然后再點(diǎn)火使發(fā)動機(jī)工作，而對于這套混合動力系統(tǒng)來說則完全不同。

- 如何在行駛過程中起動發(fā)動機(jī)？

　　在行駛過程中起調(diào)速作用的電動機(jī)2又能揮它的另一項關(guān)鍵作用——起動機(jī)。通過液壓控制系統(tǒng)將發(fā)動機(jī)與雙排行星齒輪之間的離合器嚙合，將雙排行星齒輪與電動機(jī)1之間的鎖止離合器釋放，發(fā)動機(jī)便通過與之連接的行星架介入了行星齒輪組，此時，電動機(jī)1保持原來輸出動力狀態(tài)下，只需要電動機(jī)2的旋轉(zhuǎn)便能夠帶動發(fā)動機(jī)工作，由純電動轉(zhuǎn)化成了混合驅(qū)動模式。

- 如何在行駛中為電池組充電？

　　發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來后，不僅能夠進(jìn)一步提高車速，而且根據(jù)行星齒輪的扭矩分配原理，在電池組電量不足時，一部分多余的扭矩還能夠為電池組充電。沒錯，此時的電動機(jī)2又發(fā)揮了它的第三個職責(zé)——發(fā)電機(jī)。發(fā)動機(jī)不會隨時都為電池充電，前提是發(fā)動機(jī)保持在燃油經(jīng)濟(jì)性最佳的轉(zhuǎn)速區(qū)間里，額外的能量才會補(bǔ)充到電池組內(nèi)。

- 如何在高速巡航狀態(tài)提升經(jīng)濟(jì)性？

　　當(dāng)車輛在高速續(xù)航時，為了提高這套系統(tǒng)的傳動效率，位于電動機(jī)2右邊的鎖止離合器會將電動機(jī)2以及與之相連的太陽輪鎖死，動力源僅由發(fā)動機(jī)和電動機(jī)1來提供，減少了系統(tǒng)中部分齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高了機(jī)械效率。

3、制動能量回收階段

　　在車輛減速制動時，這套混合動力系統(tǒng)會通過電動機(jī)1和電動機(jī)2共同將動能回收到電池組內(nèi)。

　　另外，這套CHS混動系統(tǒng)理論上也能夠在怠速狀態(tài)下為電池組充電。原理是通過鎖止離合器鎖止行星齒輪中的太陽輪，發(fā)動機(jī)帶動行星齒輪中的齒圈，齒圈驅(qū)動行星輪，從而轉(zhuǎn)動與行星輪相連的電動機(jī)1，此時電動機(jī)1則變成了發(fā)電機(jī)為電池組充電了。

● 總結(jié)

　　吉利對這套CHS混合動力技術(shù)平臺的愿景是服務(wù)于所有中國品牌的汽車廠商，就像是這套混動系統(tǒng)的名字China Hybrid System一樣，正是基于這樣開放的心態(tài)，他們吸引來了其他的汽車廠商，例如2016年2月份，長安汽車公司發(fā)布了與吉利和科力遠(yuǎn)達(dá)成合作協(xié)議的公告。

　　當(dāng)然，這套新的混合動力系統(tǒng)距離量產(chǎn)還有待考驗，雖然從混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來說，吉利和科力遠(yuǎn)繞開了豐田的技術(shù)專利，從理論上來說在功能和效能上可以與豐田一較高下，但前提是吉利的發(fā)動機(jī)技術(shù)能夠跟上，而不拖整體燃油經(jīng)濟(jì)性的后腿，諸如豐田通過廢氣再循環(huán)（EGR）、阿特金森循環(huán)技術(shù)等能夠?qū)⑵�油發(fā)動機(jī)的熱效率提升到40%。另外，雖然通過增加機(jī)械部件，可以一定程度上降低混動系統(tǒng)的控制難度，但隨之而來的可靠性、耐久性問題當(dāng)然也不容小覷。總之，吉利在混合動力技術(shù)邁出的這一步非常值得我們贊賞，未來仍需繼續(xù)努力。（汽車之家 文/夏志猛 圖/唐朝）

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