新能源汽車技術(shù)高低評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
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有兩個(gè)方面來評(píng)價(jià)所謂的誰(shuí)最先進(jìn):一是系統(tǒng)集成度、二是技術(shù)路線的節(jié)能潛力。對(duì)于將電氣化作為本質(zhì)概念的新能源汽車而言,其實(shí)有兩個(gè)方面來評(píng)價(jià)所謂的誰(shuí)最先進(jìn):一是系統(tǒng)集成度、二是技術(shù)路線的節(jié)能潛力。
凱迪拉克CT6 PHEV切割車
電氣化系統(tǒng)集成是電氣化核心電氣化集成有多重要?
我們知道豐田最拿手的新能源技術(shù)是THS4,這是豐田新能源王國(guó)中目前最先進(jìn)的技術(shù),2017年上海車展期間,豐田針對(duì)其最新一代電驅(qū)動(dòng)總成,提到兩點(diǎn)最大優(yōu)勢(shì):其一可以大幅度提高油耗,其二實(shí)現(xiàn)12%的小型化、6%的輕量化。
豐田認(rèn)為其油耗的降低以及系統(tǒng)集成度的提升,是目前這套系統(tǒng)最拿的出手,且領(lǐng)先競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的地方,當(dāng)然,這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是指泛化的概念。
2017年上海車展豐田電驅(qū)動(dòng)總成展示牌
為什么系統(tǒng)集成度要求如此之高,這里面有幾個(gè)基本的概念:
其一,針對(duì)電氣化汽車,特別是混合動(dòng)力汽車、插電式混合動(dòng)力汽車,新增了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等電氣部件,在原來的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤基礎(chǔ)上,能否容納下新增的零件,一方面決定了技術(shù)能否落地,另一方面也決定了是否侵占乘用空間。
其二,系統(tǒng)集成度高,能夠節(jié)省相應(yīng)的成本,同時(shí)提升系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定等性能。
沃爾沃XC90 PHEV 電驅(qū)動(dòng)總成
目前,各個(gè)汽車制造商關(guān)于電驅(qū)動(dòng)總成的技術(shù)成熟度水平,通過2017年上海車展展出的產(chǎn)品可以略觀一二。沃爾沃XC90 PHEV電驅(qū)動(dòng)總成采用了P2P4架構(gòu),在前驅(qū)、后驅(qū)兩部分都有電驅(qū)動(dòng)零部件分布,集成度較差。同時(shí)在前驅(qū)的P2方面,電機(jī)控制器以及電機(jī)方面的集成度也不高,新增了很多零件,見橙色部分。
奧迪e-Tron電驅(qū)動(dòng)總成
再看著名的奧迪e-Tron電驅(qū)動(dòng)總成,采用了經(jīng)典P2架構(gòu),P2電機(jī)與變速器集成在一起,集成度比沃爾沃XC90 PHEV高,但是電機(jī)控制器、高壓轉(zhuǎn)低壓DC-DC方面與電驅(qū)動(dòng)總成之間分離。正如藍(lán)色框內(nèi)所示,在整個(gè)前艙里面散布很多高壓線束、電機(jī)控制器,集成度一般,也增加了不少零件,使得成本和穩(wěn)定性有點(diǎn)小問題。
e-Glof電驅(qū)動(dòng)總成
大眾技術(shù)路線類似奧迪e-Tron電驅(qū)動(dòng)總成,也采用了經(jīng)典P2架構(gòu),這里我們使用e-Golf圖片比較清晰易懂。電機(jī)控制器與電驅(qū)動(dòng)總成之間分離,通過三項(xiàng)線束進(jìn)行連接,塞滿整個(gè)前艙,系統(tǒng)集成度一般,不夠相信不久的將來會(huì)更深度集成,至少目前來講,這套技術(shù)的先進(jìn)性還不屬于第一陣營(yíng)。
豐田第四代THS電驅(qū)動(dòng)總成(不含逆變器)
前面提到的豐田汽車THS4,是目前比較先進(jìn)的系統(tǒng),正如廣告語(yǔ)談到的“實(shí)現(xiàn)12%的小型化”,在原本集成度較高的產(chǎn)品上,已經(jīng)開始精益求進(jìn),這套系統(tǒng)采用單行星排、雙電機(jī)集成度技術(shù)方案,屬于典型的功率分流式技術(shù)流派。
豐田汽車THS4電機(jī)控制器(含Boost Converter)
不過,相對(duì)應(yīng)來講,這套THS4的技術(shù)集成度還有欠缺,盡管THS4優(yōu)化了行星輪系,受限于技術(shù)以及整車布置,電機(jī)控制器與電驅(qū)動(dòng)總成之間的集成仍然是分體式。
通用Voltec 2電驅(qū)動(dòng)總成
通用汽車Voltec2相對(duì)于之前的幾種技術(shù),在系統(tǒng)集成上已經(jīng)做到了極致。據(jù)悉,最新一代Voltec比上一代電驅(qū)動(dòng)總成體積減少了36%,更為重要的是,電機(jī)控制器與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)集成在一起,而電機(jī)控制同時(shí)油泵控制器、整車控制器等系統(tǒng),做到了一個(gè)零件實(shí)現(xiàn)了全功能,是目前,集成度最高的新能源產(chǎn)品,通用汽車HCU(整車控制器)與MCU集成在一個(gè)控制器上,它上面有四只32 bit飛思卡爾微控制器,同時(shí)控制兩個(gè)電機(jī)、一個(gè)電子油泵、離合器以及整車控制,是目前同行業(yè)的制高點(diǎn)。
通用Voltec第一代與第二代產(chǎn)品
通用官方上將目前應(yīng)用在全新一代君越30H上的電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品命名為Voltec2,在歷史淵源上,它是第三代產(chǎn)品,第一代與第二代見上圖,與奧迪等目前的狀態(tài)類似,甚至在集成度上還要更高一些。
通用Voltec 2電驅(qū)動(dòng)總成
最新一代Voltec可以說是深度集成的新能源產(chǎn)品,這套系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)在于,得益于深度的電氣化集成,不僅僅能夠應(yīng)用在君越30H這種HEV混動(dòng)產(chǎn)品上,在別克Velite5這種 EREV、凱迪拉克的CT6 PHEV等車型上都能夠應(yīng)用。這樣的好處在于隨著多個(gè)車型應(yīng)用、銷量增長(zhǎng),整個(gè)零件成本會(huì)大幅度降低,特別是零件的模具費(fèi)用、產(chǎn)線費(fèi)用、研發(fā)費(fèi)用都會(huì)大幅度降低,給予消費(fèi)者最大的實(shí)惠,進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)中。
技術(shù)路線之爭(zhēng):節(jié)能才是硬道理
新能源的核心優(yōu)勢(shì)離不開節(jié)能,技術(shù)路線中,目前,業(yè)內(nèi)比較認(rèn)可的方式是按照電氣化部件的架構(gòu)來進(jìn)行區(qū)分:P1、P2、P3、P4、PS以及之間的組合。
新能源技術(shù)分類示意圖
目前,業(yè)內(nèi)主流觀點(diǎn)是最好的新能源電驅(qū)動(dòng)技術(shù)是PS技術(shù)(Power Split,功率分流),豐田的THS技術(shù)、通用汽車的Voltec等采用此種技術(shù)模式,受限于豐田將單行星排、雙電機(jī)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利,通用汽車將應(yīng)用在君越30H、邁銳寶xl混動(dòng)版等車型上的雙行星排、雙電機(jī)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利,凱迪拉克將三行星排、雙電機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)申請(qǐng)了專利,因此其它企業(yè)能夠介入PS技術(shù)的產(chǎn)品不多。
第一代的THS產(chǎn)品在1997年推出,很多車企都比較憎恨豐田在1997年的一個(gè)舉動(dòng),因?yàn)樗槍?duì)單行星排、雙電機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)申請(qǐng)了諸多專利,很多人還異想天開等待著豐田的發(fā)明專利二十年到期,筆者查詢下來,豐田二十年來每年都申請(qǐng)一系列的專利族群,根本無法避開細(xì)節(jié)專利。
目前來看,最好的防守屬于進(jìn)攻,二十年后單行星排,由于受限于效率優(yōu)化的邊界,并不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的效率、動(dòng)力性,而隨著控制器技術(shù)提升,雙行星排和三行星排的PS技術(shù)已經(jīng)成為另外一個(gè)巔峰,這些專業(yè)已經(jīng)被通用汽車申請(qǐng)了相關(guān)專利。
通用第二代Voltec
簡(jiǎn)單地來講,雙行星排、雙電機(jī)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類似于兩套THS電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在一套THS系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化邊界的時(shí)候,切換成另外一套,從而實(shí)現(xiàn)更高的效率和動(dòng)力優(yōu)化。這也是為什么目前通用汽車Voletc2電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)于THS4的最直接原因。據(jù)悉,THS4曾努力向雙行星排技術(shù)路線改進(jìn),受限于知識(shí)產(chǎn)權(quán),并沒有真正意義的實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然,無論油耗也好、系統(tǒng)集成度也罷,2017年上海車展記錄了這個(gè)階段各家汽車制造商最拿手的技術(shù)方案,也給我們系統(tǒng)了解目前世界上最先進(jìn)的電氣化技術(shù)有個(gè)窗口,對(duì)于購(gòu)車、用車有個(gè)直接或間接的參考!
(審核編輯: 林靜)
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