[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀] 去年8月,我曾有幸受邀參加長(zhǎng)城檸檬混動(dòng)DHT的拆解,其中1.5L/1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)、長(zhǎng)城自主研發(fā)的可變截面渦輪還有兩擋混動(dòng)專用變速箱都給我留下了非常深刻的印象,當(dāng)然同樣印象深刻的還有6個(gè)人把變速箱抬走的那一刻——確實(shí)很重,這也讓我們不禁感嘆,如此“重量級(jí)”的動(dòng)力總成總不能一直壓在前軸上吧!好在疑惑之時(shí),長(zhǎng)城及時(shí)攜Hi4混動(dòng)技術(shù)來(lái)襲,不僅成功解決了前軸負(fù)荷過(guò)大的問(wèn)題,同時(shí)還帶來(lái)了一些新技術(shù)亮點(diǎn),那么廢話不多說(shuō),我們趕緊來(lái)看看。
● 簡(jiǎn)單回顧市面主流混動(dòng)技術(shù)
在混動(dòng)市場(chǎng)上,綜合研發(fā)、購(gòu)買成本還有經(jīng)濟(jì)性,單電機(jī)并聯(lián)、三電機(jī)串并聯(lián)還有雙電機(jī)并聯(lián)均存在不同程度的缺點(diǎn),因此以長(zhǎng)城、比亞迪為首的雙電機(jī)混聯(lián)逐漸成為了大部分消費(fèi)者的選擇。
● 快速了解長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)技術(shù)
從根兒上說(shuō),長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)技術(shù)也是從經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和安全性等基礎(chǔ)問(wèn)題出發(fā),H(Hybrid)代表混動(dòng),i(intelligent)代表智能,4代表(4WD)四驅(qū)系統(tǒng),與檸檬混動(dòng)最大的不同在于將其中一個(gè)電機(jī)挪到了后軸上。
此外,通過(guò)前后雙電機(jī)的動(dòng)力解耦與扭矩動(dòng)態(tài)分配,能夠最大程度保證四個(gè)車輪的附著力,不僅提高了起步、加速還有極限操作時(shí)的穩(wěn)定性,在路況不佳時(shí),車輛還能通過(guò)雷達(dá)和攝像頭主動(dòng)監(jiān)測(cè),并結(jié)合扭矩矢量控制系統(tǒng)iTVC對(duì)車輪扭矩進(jìn)行精準(zhǔn)分配,避免陷車的風(fēng)險(xiǎn)。
● 深度了解長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)專用發(fā)動(dòng)機(jī)
我們知道壓縮比是活塞下止點(diǎn)容積與活塞上止點(diǎn)容積的比值,為了實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比,長(zhǎng)城在1.5L自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)上還動(dòng)了一點(diǎn)小心思。
其實(shí)阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速和低速時(shí)的工作效率較低,扭矩也不高,而電機(jī)恰好在低速或高速時(shí)效率高,能夠與阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)形成互補(bǔ),因此阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)目前多用于中小型混合動(dòng)力車型。
受其影響,下一階段的壓縮行程也是從進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)活塞所處的位置(略高于下止點(diǎn))到上止點(diǎn),但由于做功行程是從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)的完整過(guò)程,并且燃燒轉(zhuǎn)換均為有效功,也就實(shí)現(xiàn)了膨脹比大于壓縮比。
【左為米勒循環(huán),右為奧拓循環(huán)】
其實(shí)在壓縮行程也是需要耗費(fèi)發(fā)動(dòng)機(jī)能量的,短一些的壓縮行程能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)在這一階段的能量損失,同時(shí)當(dāng)活塞達(dá)到上止點(diǎn)時(shí),可燃混合氣溫度也更低,能夠有效抑制爆震的發(fā)生。
這套350Bar高壓噴油系統(tǒng)目前如寶馬、奔馳、大眾、雪佛蘭等品牌也都在使用,自主品牌除長(zhǎng)城外,比亞迪、吉利、奇瑞以及長(zhǎng)安等品牌也均有配備。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),會(huì)有大量的廢氣涌入渦輪中,會(huì)使渦輪在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生極強(qiáng)的排氣背壓,限制發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下的增壓效率,同時(shí)也限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出上限。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí),就會(huì)出現(xiàn)廢氣流量大、排氣背壓小的問(wèn)題,渦輪也能得到動(dòng)力從而更好地工作,發(fā)動(dòng)機(jī)出力也會(huì)更加得心應(yīng)手。綜合以上也可以理解為渦輪越小,響應(yīng)性越好,但在高轉(zhuǎn)速區(qū)間的增壓效果不理想;渦輪越大,響應(yīng)性越差,遲滯也就越明顯。
其實(shí)VGT技術(shù)在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上早就已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,由于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度要遠(yuǎn)低于汽油機(jī),從VGT的選材和布置來(lái)說(shuō),都要更加容易。
VGT渦輪的材質(zhì)一般選用耐高溫的航空材料,通過(guò)在廢氣渦輪端增設(shè)角度可變的葉片,從而實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下不同的廢氣流速和渦輪葉片的推進(jìn)效果,保證渦輪在各種工況下的響應(yīng)性和增壓效果。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速排氣壓力較低的時(shí)候,導(dǎo)流葉片打開的角度較小,此時(shí)導(dǎo)入渦輪處的空氣流速就更快,從而可以更容易推動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),有效減輕渦輪遲滯的現(xiàn)象。
與當(dāng)下增壓車型普遍使用的小慣量渦輪以及雙渦管設(shè)計(jì)類似,VGT其實(shí)也是優(yōu)化渦輪遲滯的其中一種解決方式,也有的廠商將其稱為VNT,曾廣泛用于沃爾沃、奧迪以及保時(shí)捷等品牌。
● Hi4混動(dòng)兩擋DHT變速箱同樣黑科技加身
混動(dòng)兩擋DHT變速箱同樣新技術(shù)加身,擁有高集成度、高效率、高靜謐性以及高舒適性等四大特點(diǎn),結(jié)合多合一的輕量化結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)多工況高效運(yùn)行。
任何設(shè)計(jì)都避不開缺點(diǎn),扁線繞組的缺點(diǎn)就是設(shè)計(jì)難,工藝難,而且長(zhǎng)時(shí)間使用有損耗,但就現(xiàn)在看來(lái),越來(lái)越多的廠商如豐田、特斯拉、比亞迪等都選擇了扁線繞組電機(jī),可見業(yè)內(nèi)還是認(rèn)為扁線繞組更具競(jìng)爭(zhēng)力。
在平順性方面,采用執(zhí)行電機(jī)與電子泵對(duì)離合器和同步器進(jìn)行協(xié)同控制,響應(yīng)迅速;同時(shí)采用可變潤(rùn)滑流量控制,低阻軸承以及低粘度潤(rùn)滑油,讓系統(tǒng)的傳遞效率提升到了98%。
后橋電機(jī)還采用MCU平臺(tái)化單元設(shè)計(jì)、應(yīng)用Autosar汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)、冗余的主動(dòng)安全算法和多核主控芯片,可以達(dá)到CISPR25 Class3高等級(jí)電磁兼容等級(jí),從研發(fā)到總裝共計(jì)完成了2563項(xiàng)測(cè)試實(shí)驗(yàn),保證了產(chǎn)品的可靠性。
怎么理解這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)呢?零扭損耗區(qū)別于低扭損耗,在車輛正常運(yùn)行時(shí),電機(jī)的旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與動(dòng)力輸出方向相反的扭矩,阻礙正常動(dòng)力輸出,因此要施加一個(gè)電流,讓其能夠產(chǎn)生與反向扭矩相抵消的扭矩,而有了三段式斜極結(jié)構(gòu)的加持,反向扭矩就會(huì)更小,從而降低能量消耗。同時(shí)轉(zhuǎn)子在工作時(shí)的轉(zhuǎn)速也會(huì)更加均勻,對(duì)提升NVH性能也有一定的積極作用。
但疊片全極耳電芯的生產(chǎn)效率較低,容易產(chǎn)生粉塵、毛刺,從而進(jìn)一步造成電池短路和熱失控,而且設(shè)備投資成本也比較大且良品率不如卷繞,因此價(jià)格也要更加昂貴一些。
電池從整包到模組均采用超高強(qiáng)度安全框架進(jìn)行包裹,不僅能夠防水、防高溫,同時(shí)還能抵御外部較大的沖擊力;基于Flink框架云端大數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,響應(yīng)速度達(dá)25000次/s,能夠最大程度保證電池安全。
● 長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)技術(shù)都能滿足哪些用車場(chǎng)景?
1.5L+70kW DHT變速器+150kW后橋電機(jī)、1.5T+80kW DHT變速箱+150kW后橋電機(jī)兩套動(dòng)力組合的系統(tǒng)功率區(qū)間范圍為220-340kW,能夠覆蓋緊湊型、中型以及中大型三種車型級(jí)別,以滿足不同的定位需求。
相信正在看文章的您有些急了,咱們老百姓買車不就圖個(gè)省心方便嗎,你長(zhǎng)城做了這么多模式怎么用?別急,這就按您日常駕駛的常見工況幫您做具體分析。
在駕駛模式上,長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)系統(tǒng)采用串并聯(lián)+2擋+前后軸雙電機(jī)架構(gòu),相比上一代增加了純電四驅(qū)、并聯(lián)四驅(qū)以及兩軸能量回收模式,“三擎九!蹦軌驖M足絕大多數(shù)用車場(chǎng)景。
通過(guò)分析駕駛員的動(dòng)力需求、駕駛模式、路況、方向盤轉(zhuǎn)角、電機(jī)轉(zhuǎn)速、橫擺角速度,并結(jié)合攝像頭、雷達(dá)采集到的信息,智能優(yōu)化前后橋的扭矩分配,避免車輛出現(xiàn)失控的風(fēng)險(xiǎn)。
在入彎時(shí)扭矩矢量控制系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)增加后軸遠(yuǎn)離彎心的車輪扭矩,使車輛呈現(xiàn)轉(zhuǎn)向過(guò)度的趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)快速入彎,在出彎時(shí)能夠適當(dāng)增加前軸扭矩,提高出彎的穩(wěn)定性。
● 全文總結(jié)
相比起檸檬混動(dòng),長(zhǎng)城Hi4混動(dòng)技術(shù)更像是一次更新?lián)Q代,從技術(shù)上來(lái)說(shuō),它不僅避開了檸檬混動(dòng)前軸負(fù)荷過(guò)高的問(wèn)題,同時(shí)還豐富了車輛多工況下的駕駛模式,比如純電四驅(qū)、并聯(lián)四驅(qū)以及雙軸能量回收等等都能為我們的安全駕駛保駕護(hù)航,不過(guò)整車質(zhì)量過(guò)重和成本的問(wèn)題依然沒能得到更好的解決方法,這也讓我們更加有理由期盼長(zhǎng)城的下一代混動(dòng)?偟膩(lái)看,Hi4混動(dòng)技術(shù)依然值得期待,但未來(lái)市場(chǎng)的表現(xiàn)如何,那還得是消費(fèi)者們說(shuō)了算。(圖/文 汽車之家 鄭晨)
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