现在纯电动汽车(BEV)的综合续航里程基本都在400~600km之间,在固定城市使用也确实方便合理多了,虽说充电次数相对减少了,不过对于经常跑高速或者外出自驾游这种没有充电时间和充电地点可循的时候,即使是用快充充电,也基本需要2个小时左右,非常不方便。在国家电网和其他第三方充电桩还没有大规模普及全国大部分地区前,且从城市电驱起步和燃油经济性来讲,混动汽车确实是一个很不错的折中方案。 与BEV不同,混动汽车(PHEV)对电池性能和容量要求相对较低,且不存在续航焦虑的问题,即便一直不充电,也能正常行驶,这是它与BEV的本质区别。 由于混动汽车通常都有内燃机/电机、油箱/电机等这样的结构,这就需要机电耦合搭配方案对油电管理系统进行调整了。下面就为大家介绍一些主流的油电混动系统方案,以便各位在选购混动汽车时,有个初步的判断能力。 P2混动 “P” 是Position(位置)的意思,“2”指的是电机所在的位置。按照电机所处的位置,单电机混动系统共有6种布局方式(见表1)
其中,P2混动模式,就是将驱动电机置于发动机输出端和变速箱输入端之间,电机前后各设一组离合器用以切换驱动方式。若以最简单的方式来描述各部件间的排序,从前到后的顺序应该是:发动机、离合器1、电机、离合器2、变速箱。 这是大众插电混动原理结构图,典型的P2混动模式,电机前后各有一组离合器,用以连接发动机和变速箱。 P2混动模式可实现纯电驱动、纯内燃机驱动、混合驱动,以及能量回收,这与其他形式的混动系统并没太大区别。
优势 由于变速箱位于整套动力系统的末端,在低挡位下能将电机扭矩进行放大,因此即便驱动电机功率较小,也能有着出色的动力性能。 以帕萨特PHEV为例,其电机最大功率只有85kW,弱于凯美瑞混动的88kW,发动机部分的输出也不及凯美瑞混动,且整车重量也更大,但无论是主观感受还是0~100km/h加速的实测加速成绩,均强于凯美瑞混动。 缺点 最明显的是动力切换平顺性不佳,尤其是在纯电驱动切换至混合驱动的过程,由于电机处于高转速运作,而发动机处于静止状态,通过离合器进行结合时难免会出现动力顿挫。 另外,发动机和离合器产生的高温会直接影响驱动电机,从而导致电机运行功率降低,影响动力输出稳定性。 P2小结 P2混动模式的PHEV在平顺性上略有瑕疵,这是因为其动力输出至车轮前,还需经过变速箱的“梳理”。 总的来说,采用P2混动模式的PHEV,在动力性能和燃油经济性方面较为出色,相对简单的机电耦合结构使其更“方便”地整合到现有车型上。除了绝大多数德系PHEV之外,韩系PHEV也是P2混动模式的“粉丝”,现代最新一代伊兰特的PHEV版也是P2混动模式。 不过,由于平顺性和稳定性的问题,P2混动模式并不是目前最理想的插电混动方案。 日系混动 油电混动(HEV) 说到日系混动,最著名的当属丰田的THS(Toyota Hybrid System)混动系统,在二十几年前,大多数车企都还对着内燃机“埋头苦干”的时候,丰田已经开始量产混动车型,并在不断完善THS混动系统了,这里先说说THS的进化史。 其实THS系统最开始也不是直接冲着如今的混动系统来的,而是为了帮助当时的燃油车来降低排放的,电动电系统都是围绕内燃机所设计的。 第一代THS系统只应用于当时的第一代普锐斯车型上,设计在现如今看来虽然简单,但却非常巧妙,帮助丰田成为了其他车企一难以企及的混动领域领导者,也经常被戏称“如今只有两种混动,一种是丰田混动,一种是其他混动。”。 第一代THS系统最重要的,便是通过一个行星齿轮的结构,将发动机与一号电动机MG1和二号电动机MG2三者相结合,看上去简单粗暴,实则复杂精巧,详细原理由于本文篇幅有限,这里就不再细解了。在电机辅助怠速等低负荷功率的情况下,发动机能够长时间的保持高效率的阿特金森循环,提高燃油效率,达到节油的目的。 第一代THS系统虽然节油效果明显,但是对于动力的提升不是很明显,而大多数人都希望有一台即节油又强劲的车。于是,2003年丰田推出了第二代普锐斯,搭载了第二代THS系统。虽然第二代THS的硬件基本不变,但系统的逻辑得到了优化,车辆的整体性能也相应得到提升。 相比第一代THS系统仅搭载于普锐斯车型上,第二代THS系统则开始通过匹配不同型号的发动机与E-CVT变速箱,出现在更多的车型上了,如2006年推出的凯美瑞混动等。 第三代THS系统随着第三代普锐斯进入国内,同时也进一步普及,出现在丰田旗下的更多产品中。较之以往,第三代THS系统变化更大,采用了排量更大的2ZR-FXE发动机,同时匹配型号为P410的E-CVT与镍氢电池。 第三代THS依然采用单排行星齿轮来进行动力分流,不过其原本的减速机构由新增的一组行星齿轮替代,这样能平衡一下两个电动机的转速差,毕竟一个电动机的最高转速由原来的6500rpm提升到万转以上,车辆在中低速的加速情况也有了显著优化。 相比第一代与第二代之间只是优化,第三代THS系统相较于前两代,可谓是全新面目。在第三代普锐斯上市后,当时的丰田Auris等,以及雷克萨斯的部分车型也都采用了这一系统。而且随着几代普锐斯以及丰田混动产品的热销,诸多厂商也都看到了混动车型的价值,纷纷开始混动系统的研发。同时,新能源时代的序幕也悄然拉开。 第四代THS系统依旧沿用型号为2ZR-FXE的1.8L发动机,仅仅是这款发动机,热效率就高达40%,配合新一代THS系统以及型号为P610的E-CVT,热效率能提升至41%,十分惊人。 插电混动(PHEV) 虽说丰田在油电混动(HEV)这一块做得风生水起,但是随着新能源市场的竞争加剧,丰田也于2019年推出插电混动(PHEV)产品,卡罗拉双擎E+及其姊妹车雷凌双擎E+以及2020年下半年推出的RAV4荣放PHEV
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