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专项规划,同路(上):SAIC“3.0T”和比亚迪DM-i技术PK

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日前,SAIC荣威发布了“3.0T绿色澎湃动力‘平价策略’”。其实这款“3.0T绿色澎湃动力”早就由SAIC发布,已经在荣威RX5 eMAX、RX5 ePLUS、i6 eMAX以及MG试飞员PHEV等车型上组装完成。虽然名字很高,但本质上是SAIC的第二代PHEV动力总成。

没有巧合。PHEV领域的领军品牌比亚迪最近也有大动作,就是它的DM-i逐渐落地。唐DM-i,秦Plus,宋PLUS的DM-I版本都已经预售,将陆续上市。

为什么要同时把这两种技术放在一起?为什么提到“殊途同归”这个词?这将是我们讨论的焦点。作为第一部分,我们来说说技术——,两者都是PHEV,但是他们的技术流程完全不同,这也是我们认为他们“方式不同”的主要原因。

特别提示:

纯电条件下PHEV的技术差异本质上是“纯电技术”,因此不是本文的重点。比如采用很多优秀的电机技术,配什么样的电池,纯电能维持多久,我们就不展开了。

我们关注的是它在“混合”层面的表现。即在动力不足的情况下,如何达到更好的驾驶体验,节能减排。另一个是成本控制优势——。毕竟本文的一个重要前提是“平价”。

DM-i:对发动机和引擎大惊小怪

DM-i的技术流派与DM-P有很大不同,我们将在下一章详细阐述比亚迪的这一演变。

DM-i总共配备两台电机,一台只发电,一台只驱动。然后叠加一个“混合动力发动机”和一个EHS机电耦合单元。

最常见的运算逻辑是一开始用纯电。当电池电量消耗到一定程度时,系统会根据车主的设定及时启动发动机。此时发动机不直接参与驱动,而是驱动发电机发电。产生的电力被提供给电机,剩余的电力储存在电池中。当电池电量上升到一定水平,发动机停止运转,继续由纯电驱动,以此类推。

感觉眼熟吗?是的,本田的i-MMD的工作原理基本相同。

当然在实际应用中不会这么简单。比如系统会根据不同的工况控制发动机的起停时间,而不是单纯的电池充电。这种结构的“硬件”其实没有太多内容,任何人都可以做,都想要。难的是控制系统——只有逻辑正确,发动机起停得当,发动机运行最优,才能达到理想的节能效果和驾驶体验。

从实际表现来看,比亚迪的DM-i还是挺不错的,这也是DM-i广受关注的原因之一。

除了以上常见工况,DM-i还有发动机直驱模式——,主要对应高速巡航工况。是的,和本田也很像。

此外,DM-i还可以同时驱动发动机和电机,可以进一步提高车辆在特定工况(如中高速超车)下的加速能力。

这些是基本原则。除了双电机的思想和EHS控制程序的优势,DM-i的另一个方向是发动机。这就是为什么我们称之为“混合动力发动机”。

很多人都知道1.5L DM-i发动机最高热效率可以达到43%。这不是噱头,因为比亚迪完全按照混动规格设计了这款发动机。换句话说,如果这个发动机只用于燃油车,那么结果就是“这车根本开不动”。

懂发动机技术的人应该很清楚,一台发动机最难的是中低速运转,以及如何调整一条理想的扭矩输出曲线。为了在这种工况下做得好,常规发动机不仅要花费时间、精力和精力(成本高),而且要在高效工况的运行上做出很多妥协。有了混动,发动机标定可以完全抛弃中低速段,把中高速工况的效率集中到极致。

这是一套大家津津乐道的系统工程,阿特金森循环,15.533331的超高压缩比。

等等都只是表象。注意,这么做的好处不光是燃效高,而且成本低——很多常规发动机的所谓先进技术,对于这种“混动发动机”来说都纯属多余,例如直喷、双VVT等等。所以这款发动机不仅燃效奇高,而且成本更低、体积更小。

1.5T版本也类似,只是相对1.5L而言稍稍更侧重功率提升,效率则有所降低。

这也涉及到DM-i的另一个特点:它拥有多个版本,不仅发动机有1.5L和1.5T,电驱部分也有EHS132、EHS145和EHS160的区别(数字代表功率)。

小结:

努力方向:

1、通过双电机和避免发动机(中低速)直驱提升效率

2、利用电驱优势,设计极致高效、结构简单、成本更低的“混动发动机”

3、机电耦合控制系统的研发(特别是各种特殊、复杂工况下的表现)

努力的结果:

1、绝大多数工况下驾驶,动力输出特性会接近纯电动车

2、发动机可以更多规避低速启动,综合静谧性体验优于过去的单电机DM-P

3、亏电油耗大幅度降低,可以达到丰田THS II、本田i-MMD的水平

4、成本低于DM-P

上汽“3.0T”:在变速器上做文章

从官宣来看,上汽的这套1.5T PHEV经历了两代的迭代,但事实上,这两代技术从基础逻辑上是没有承袭关系的。

有趣的是,从大类来看,第一代更接近于比亚迪的DM-i,即同样采用了双电机的策略,变速器只有两挡,并且大多数工况下会以电驱为主。当然这只是从大类来说,具体的细节和性能特性差异很大,这里就不展开了。

而到了第二代,则从大类来说更接近于比亚迪的单电机DM-P。例如它只配备了一个电机,配备了功率强大的1.5T发动机,以及多达十个挡位的变速器等等。

注意,这里说的仍只是大类,而且也只是“接近于”。上汽技术上最大不同,亦或者说创新之处,就在于它这个十速变速器(第二代EDU)。

关于这款变速器的结构相信很多人都有所了解。它的“十速”其实是组合出来的。它总共配备了两个AMT变速器。一个六速给发动机,一个四速给电机。当然,十速也不是简单的6+4=10,而是通过一套复杂的组合与算法得出的“动力输出方式”。

为什么说叫动力输出方式呢?因为它并不是一种简单的传动比组合。

我们还是从行驶工况来理解。

刚开始都一样,纯电行驶。当电池下降到一定幅度时,发动机会启动。这时候既不是发动机发电,也不是发动机直驱,而是“混动”——发动机与电机配合,以实现高效运转。

注意这个第二代EDU的结构原理——发动机通过6AMT、电机通过4AMT,最终对应的都是一个输出轴。那么发动机和电机的动力,就是这样“混合”的。

值得一提的是,电机所对应的4AMT,核心目的并不是为了实现电机输出传动比的改变(电机完全不需要四个挡),而是为了更好地控制发动机和电机的输出比例。具体比例多少,会根据工况而定(例如车速、动力需求等等)。

听着就很“烧脑”对吗?没错,这样的结构非常考验控制程序编制者的经验和能力。好在,上汽的工程师做到了,而且实际效果不错。

除了可以利用电机来“混动高效”以外,这套系统还可以在更多的工况下(而不像DM-i那样只能中高速),实现发动机和电机的叠加输出,从而可以获得更好的动力输出体验。也就是说,在满电工况下,理论上这套系统会更擅长动力性。这也是上汽称其为“3.0T绿色澎湃动力”的原因。

这个设计逻辑类似于比亚迪DM-P,对吗?但不同的是因为10速EDU,其综合能耗方面仍会优于DM-P。

与此同时,由于它仅配备一个电机,无法实现同时发电和电驱动,因此它更容易出现电池耗尽的情况,并且电池耗尽后的能耗和驾驶体验会不如DM-i。

至此你或许可以得出一个结论:如果说DM-P更追求极致性能、DM-i更追求极致能耗的话,上汽PHEV则更像是二者的一个折中方案。

小结:

努力方向:

1、研发复杂的传动系统,以更好地实现发动机与电机的动力叠加输出,并尽可能让发动机高效运转

2、借助电驱优势,选择结构简单的AMT变速机构,降低成本的同时,不降低换挡平顺性。

努力的结果:

1、满电工况下的动力输出优秀

2、平顺性优于第一代

3、成本低于第一代

总结与比较

很多人可能都想得出“谁更好”的结论,但由于二者的技术流不同,所以这个答案其实是不存在的。就好比你觉得比亚迪的DM-P更好、DM-i更好,还是居中的上汽“3.0T”更好呢?

另外,可能也有人会提出疑问:既然说上汽“3.0T”更擅长性能,但为何荣威RX5 ePLUS并没有表现出类似DM-P那样的加速性——甚至,并不见得强于DM-i?这更多源于二者在电机配备策略上的差异。比亚迪所配备的电机功率要明显强于上汽。由于我们探讨的技术流,而非具体配置,所以说上汽的技术更突出性能是没错的。换句话说,如果二者配备的电机功率一致的话,上汽的加速性肯定会更好。至于为什么上汽没有配备那么大的功率,这就取决于综合考量了——上汽或许觉得7秒多的加速足矣,或许觉得100KW的电机电耗更理想,亦或者……

本篇,我们的讨论主要围绕“殊途”展开——两个同时期推出的、旗下重要且有竞争力的PHEV,却采用了不同的技术取向。下一篇,我们将重点讨论“同归”——不同的技术流,最后却达到了怎样的统一诉求。

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