我们拿比亚迪举个栗子,来说说插电混动是怎么一回事?
毫无疑问的是,新能源动力在未来的数十年时间里,将是各大汽车企业角逐技术链顶端的一条技术路线。
与此同时,新能源动力技术在动力的接口端为车载智能网络、自动化驾驶技术提供了更高的开放性,也使得其成为了未来智能交通时代的必备技术。
当然,新能源动力技术发展的驱动力,政策也起到了不小的作用。一方面,是各国对于燃油车环保排放法规的愈发严格,使得新能源动力技术成为了各大汽车企业迎合法规需求的一个出口。
另一方面,城市限行限号的地方性政策对于新能源车的网开一面,以及国家对于新能源车购车的优惠,也从市场的层面上促进了消费者自发的去购买一辆新能源车。
在新能源动力的普及阶段,插电式混合动力技术将会在长时间的存在于新能源动力的市场中,成为推动市场消费从内燃机动力向新能源动力转型的重要动力形式。
原因很简单,因为这一动力形式在现阶段下,并不会改变汽车社会运行了一百三十多年的运行方式——以燃油加注作为续航里程的补充。
在这一基础上,通过增加插电技术,把新能源动力的优势进行全面的放大。
而新能源动力的优势除了市场最为关注的经济性和排放友好性之外,它也为车辆性能的提升开了一扇窗——电动机恒功率恒扭矩的输出特性,让新能源车的动态性能提升变成了一件很容易的事。
从结构上来看,插电式混合动力车型的精髓在于发动机和电动机之间的动力耦合,而不同的动力耦合方式,也就意味着不同的插电式混合动力的结构形式。
目前,我们对于插电式混合动力系统的定义,是基于欧洲汽车产业制定的P架构作为划分的。
在这一套定义下,根据电动机相对于发动机、变速箱之间的位置,插电式混合动力系统,或者说混合动力系统的结构按照P0到P4进行划分。
P0的意思,就是电动机位于发动机之前,以电动机来辅助发动机作为非经济转速下的补充,以降低油耗。而P4的意思则是电动机位于发动机变速箱之后,并且单独的驱动一侧车桥。
因为P4架构的独立性,所以在主流的插电式混合动力系统中,P4架构往往是和P0架构同时出现的。
而比亚迪的DM双模三擎技术则更进了一步,在P0+P4的基础上,又在变速箱后端增加了一台电动机,形成了P0+P3+P4的架构。
就整个业界的发展来看,这样的结构布局并不多见,尤其是P3架构就是极为稀有的,电动机与变速箱之间的相对关系,更多的是将电动机位于变速箱前端,形成P2架构。
所以,在三台电动机的作用下,比亚迪旗下的三擎动力车型也无一例外的获得了强大的驱动性能。
一来,是电动机恒定的功率和扭矩输出,使得车辆可以在任何时候都获得最大的扭矩,以达到加速性能的全面优化。
二来,是位于后桥的电动机单独驱动后桥,使得比亚迪的三擎系列车型具备了一套高效的智能电四驱的驱动形式。
从车辆驱动的角度来看,四驱系统的出现使得整车可以获得的抓地力大幅度的提升,避免了驱动力大于抓地力而造成打滑的情况,突破五秒也因此成为了可能。
以比亚迪宋Pro DM的三擎四驱版为例,如果单纯是在前驱车上实现775牛米的扭矩,那么大概率的事件是这辆车在全油门加速的情况下,会伴随着极为难以控制的打滑以及推头效应,让整个动态行驶质感全面的恶化。
不过,当后桥电机把280牛米的扭矩作用到后轮上的时候,情况就会大为改观,全时四驱的驱动方式使得车辆的行驶特性趋于稳态工况。而且,由于后桥电机独立驱动,与发动机变速箱以及前桥断开了机械连接,所以后桥的动力输出逻辑就会更为灵活。
而一个灵活的后桥对于一辆汽车的动态特性而言,起到了一个关键性的作用。这不仅仅是越野脱困,也包括了极限过弯时的尾部跟随性。
就像前面讲到的那样,电动机的出现,让车辆实现性能上的突破不再是一件难事。在比亚迪之前,我们很难想象一辆其貌不扬的家用SUV,也可以获得不到五秒的加速时间。
然后,我们再来聊聊P0架构。
从几年前开始,欧洲的汽车产业开始推行一套名为48V的电气架构,在这套架构里,关键部件就是BSG电机。而之所以用48V的架构来作为电机的驱动,原因其实也很简单,初中物理课本里就讲过,电压的升高将有助于避免电能的损耗。
而欧洲汽车企业的轻混动力车型从12V的电气架构提升到48V电气架构,就是出于这一考虑。
这也从中折射出这样一个趋势——在传统内燃机动力技术的前提下,BSG电机的驱动性能将会得以强化,由此构成轻度混合动力。
BGS电机的全称为启动式发电机,原理倒也不难,简单点说,和手动挡车挂着档位不踩离合器拧钥匙,车会动是一个道理。相比于其他的电动机布局方式,P0架构的电机功率更小,同时对于电池组的要求也更低。
当然了,BSG电机也不具备长时间独立驱动车辆的能力,作为发动机输出的辅助,保证发动机可以长时间的运行在经济的工况下。
为了让发动机可以更长时间的运行在经济的工况下,BSG电机的输出功率强化以及输入电压的增加,也就成为了围绕BSG技术发展的一个关键。
比如说,比亚迪的DM双模技术发展到第三代的一个关键性指标,就是BSG电机实现了高功率和高电压的特性,使得BSG电机作用在车辆行驶过程中的时间变得更长。
从开发的角度来看,插电式混合动力技术的难度显然是要比纯电动动力技术更高的。
一方面,纯电动动力技术所需要的电驱动、电源管理以及电池组在插电式混合动力车型上都没有缺席。
另一方面,插电式混合动力技术还需要保留传统内燃机动力的布置空间,以及二者的耦合。所以这也就是为什么,能把纯电动车做出来的企业占多数,而插电式混合动力占少数的原因所在。
不偏不倚的讲,在新能源动力的领域,比亚迪的确是走在了业界的前面。一个典型的代表是比亚迪宋Pro DM在纯电模式下,续航里程达到了81公里。
在可见的未来里,比亚迪的插电式混合动力技术会长时间的存在于这个市场中,并且,把动力耦合的这个课题,朝着更加全面和高效的方向在迈进。
混动车型必须采用高压油箱吗?硬核解读长城举报比亚迪事件背后的技术关键
界面新闻记者 | 周姝祺
界面新闻编辑 |
长城与比亚迪的争论引发外界广泛关注,混动车型是否采用高压油箱也成为争议焦点。
5月25日,长城汽车发布声明称,比亚迪秦PLUS DM-i和宋PLUS DM-i采用常压油箱,涉嫌整车蒸发污染物不达标。但界面新闻获悉,比亚迪拥有专利证明,常压油箱同样可以降低油箱压力,从而满足排放标准。
一名在发动机领域工作多年的业内人士告诉界面新闻,车辆行驶过程中会产热,包括外面路面也会加热油箱,导致油箱油温升高,汽油容易挥发,从而使油箱的压力增加。当燃油蒸气压力达到4至7kPa的时候,油箱上的燃油蒸气阀会被打开,将燃油蒸气将被释放至炭罐的内部。
传统燃油车因为发动机一直在工作,炭罐保持运行,可以将多余的燃油蒸汽吸附,再导入发动机内燃烧,避免向大气挥发。但是插电混动车型由于发动机运行时间段短,炭罐吸附饱和,多余的无法吸附的燃油蒸汽从而泄漏到大气中。
界面新闻了解到,传统汽车的常压油箱内部压力一般为6至10kPa,而高压油箱内部压力可以高达35至40kPa,是常压油箱的4到6倍, 能够让燃油蒸汽在高压环境下一直保留在油箱内。
“要么使用高压油箱,让油箱允许一定的温度升高,扛得住压力,不让燃油蒸汽往炭罐跑,要么通过其他方法让油箱内部温度降低。”上述业内人士向界面新闻表示,还可以设计更大的炭罐来吸附,但这一点不容易实现。
有16年从业经验的汽车人士在社交平台称,如果要达标必须使用高压,甚至部分合资企业还上了电控电动主动吸附系统,确保不能超标。据悉,高压油箱要比常压油箱要贵1000元左右。
不过,根据界面新闻获得的一份比亚迪公开专利申请报告,2021年比亚迪申请了一套油气管理系统,能够对油箱内的燃油蒸汽进行及时有效处理,避免由于燃油蒸汽的增加而导致的油箱压力升高,从而不使用混动车型必须采用的高压油箱,达到节省成本的目的。
专利摘要显示,比亚迪在油箱外设置了供液装置来提供冷却介质。当燃油箱内产生燃油蒸汽时,冷却介质能够及时地冷却燃油蒸汽,使其液化后掉落回燃油箱内,降低油箱压力。
有业内人士向界面新闻透露,有专利但并不代表一定会采用。“因为专利具体到实施上也会带来成本。比亚迪是否采用了这一专利需要拆车才能清楚。”
目前相关法规并没有明确规定整车厂具体采用何种技术路径达到排放标准,高压油箱并不是解决混动车型排放达标的唯一技术手段,而比亚迪是否在相应车型中使用该技术则需要等待权威检测机构的披露。
截至发稿,比亚迪和长城港股双双跳水,分别下跌5.4%和6.98%。