[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車追求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)濟性完爆內(nèi)燃機的同時也實現(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的公司。
2011年,不斷壯大的科力遠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%,科力遠占股51%,所以對豐田供應(yīng)商科力遠來說,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?」當我們拋開豐田的這套混合動力總成后,你會發(fā)生它的機械機構(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、兩臺電動機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1除了發(fā)揮起動機和發(fā)電機的作用外,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)動機介入進行混合驅(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)動機已經(jīng)達到了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)動機與電動機的方式不會產(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)專家科力遠公司進行合作,依靠科力遠在電池技術(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,而唯一的特點是吉利通過一套雙排行星齒輪組(豐田的動力分配機構(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。
吉利與科力遠研發(fā)的CHS混動技術(shù)由一臺發(fā)動機、兩臺電動機、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)動機和電動機的耦合控制的難度。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的轉(zhuǎn)速要求。同時,缺點也較為明顯,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。
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