當前位置: 華文星空 > 知識

目前混動汽車現狀如何?技術是最成熟的階段了嗎?

2019-11-18知識

我從畢業之後就開始做混動,到今天我的工作依舊圍繞著混動和純電動在進行。但是我個人從來沒有消費過純正混動車型,去年回國後也是一輛燃油車+一輛小鵬P7純電搭配,且在可見的未來我應該在家用車部份不會再買燃油車。這並不妨礙我說混動是未來幾年傳統車企主要盈利來源,且混動現在的技術已經相當成熟。

當年我最開始參與混動開發的時候,國內一水做的是P2混動,走的是德國大眾的路線。為什麽要走大眾路線?因為國內先跟隨大眾搞了一波DCT雙離合,大部份主機廠都有自己的雙離合變速箱,之後再跟隨大眾搞個P2混動就是效率最高的選擇。有些主機廠還是P2混動和DCT雙離合打包並列開發,燃油和混動新車上市都不耽誤。

大眾P2混動構型

下圖是所有P2的統一結構,在變速箱(Gearbox)和發動機(ICE)之間加了一組離合器和一個餅狀電機,一旦離合器斷開就是電機直驅,而離合器接合發動機就可以參與驅動。這是一個典型的並聯混動結構,也是一個油改電實作混動最簡單的方案,添加一個餅狀電機和離合器對整體動力總成修改很小,可以快速量產。

P2混動構型

P2結構最大的缺點就是使用單馬達的情況下發動機還是要參與直驅,所以對節油的幫助非常有限,比起兩田的THS和iMMD確實難有市場。雖然各家的P2產品都賣得稀爛,包括P2鼻祖大眾本身,但是大家都很滿意,畢竟透過P2計畫練手了不少技術。電機和電池開發啊,電機+發動機+變速箱的硬體整合啊,還有混動模式控制和能量管理(現在新能源整車核心HCU軟體的主要內容),包括目前很多國內主機廠的純電技術,電池電機和VCU(HCU的簡化版)都是從P2混動遷移過去的。不論混動構型如何變化,其實只要掌握了電機,電池,變速箱(離合器)零部件的技術,以及這三大塊的硬體整合和混動模式控制/能量管理,再怎麽換構型也是換湯不換藥,追根溯源都是一套技術積累,容易量產具有成熟度的產品。

比如長城新推的DHT,以及未來很多車企可能推的混動變速箱,雖然叫做「Dedicated」混動專用變速箱,但是你看結構其實還是那些熟悉的零部件換了個馬甲而已。

長城DHT混動變速箱構型

上圖是長城DHT結構,除了熟悉的發動機,兩個電機(一個驅動一個發電),主要的變速箱機構其實就是並列軸的齒輪組G2,G3形成的兩個速比,透過一個同步器S1來實作擋位切換,這個和DCT雙離合裏的擋位設計和控制完全一樣(如下圖紅色圈中部份);而實作串並聯模式切換的就是上圖C1離合器,C1的功能也是和P2混動中的模式切換離合器(下圖藍色圈中部份)一毛一樣,控制還比P2簡單(P2離合器還要兼顧發動機啟機功能)。所以這個DHT只要空間布置滿足條件,最大的難點也就是在系統整合上,比如整合NVH問題,本身不存在技術成熟度難題,長城基於已有的DCT,電機和發動機產品,就可以快速量產這款DHT。

大眾DCT及P2混動變速箱結構

為啥大家現在都開始搞DHT?因為前面提到的P2結構省油難,而這種DHT結構簡單又能實作串聯並聯EV各種模式,同時電機和電池的成本比起10年前都大幅下降車企也能玩得起了。本質上就是車企這幾年油耗和排放的壓力越來越大,在混動市場化這件事情上空前認真。另外混動也是一條態度「非常正確」的道路,為了環保畢竟各個大廠都在談多少年後不再有純燃油車了,還有人會不搞混動麽?所以實用派混動路線基本都拋棄了大眾的「油改電」P2,跟上「兩田」的步伐做DHT。

所以總結一下,混動技術現在已經相當成熟,且各個車企都在認真做實用的混動構型,比如DHT,在未來5年左右的時間混動依舊會作為純燃油車的替代品為發動機續命一段時間。

上面是從車企的角度來說,但是如果從個人消費者的角度,我應該不會再買混動,用了純電動之後就很難再回去了。首先,從能耗角度我肯定不會買插電混動。以目前充電設施的完善程度,大部份PHEV 100公裏以內的純電續航非常雞肋,每次只能充電100公裏,稍微長途一些的旅行或者不按時每天充電那麽節能水平就會大打折扣。

舉個例子,我的小鵬P7,以目前的平均電耗折算成商用快充電費大致在一公裏1毛多的水平(以一度電1.2元計算)。但是PHEV在大部份工況使用燃油充電的情況下,油耗很容易就超過5升/百公裏,等價於一公裏將近4毛甚至更高的能耗成本。

這還是在完全使用付費商業快充的前提下。而實際使用中,P7每年會贈送3000度的免費電,今年到目前我行駛了16000公裏,實際花費的充電費用只有200塊左右,期間還遇到節假日期間小鵬充電免單,整個春節的用車都免費了。

其次如果為了駕駛性(動力和平順性),那我更不會在家用車這個細分市場買混動產品。HEV的目標客戶是誰?其實就是追求油耗經濟性且日常行駛裏程非常高的使用者,這也是為什麽豐田普銳斯在歐洲出租車行業這麽受歡迎的原因,可以和柴油車的油耗抗衡。但是否應該選擇低油耗的HEV?這是一個綜合權衡的過程。以我對標過的CRV為例,一樣的車型HEV混動版比燃油版貴3萬,百公裏加速時間基本一致,油耗降低20%,但是因為大部份工況都執行在發動機串聯模式(發動機高速區間),NVH體驗很差,甚至比燃油車還差,理論上的可靠性也會因為額外的零部件降低。

CRV傳統燃油版和混動版對比

這是目前HEV的典型限制所在,因為要和燃油車競爭,成本上必須控制在和燃油車類似的水平。但是因為無法省去發動機和變速箱,又添加了額外的電池電機,有限的成本在省油的同時無法同時兼顧其他內容,比如說更強的動力。HEV雖然是一個必然的趨勢和成熟的產品,但註定是一個折中的技術解決方案,從純燃油時代過渡到純電時代的中間產物。

如果我想要動力性和平順性以及靜謐性,必然還是會選擇純電動。沒有了發動機和變速箱的NVH問題,也沒有變速箱的換擋頓挫感,動力部份更有電機毫無延遲的最大扭矩輸出。當初買P7沒有選擇動力更強30萬級別4秒水平的四驅車型只是為了更長的續航。但就是在單馬達後驅的配置下,在城市0-60kph工況零百6.7秒的加速效能感受更像是一台5.7秒的燃油車。而這一切,在30萬以內可以買到頂配。

其實多數情況下最簡單的專用方案才是最好的方案,期望能兼顧到各種內容的產品往往每個內容都做不到最好的產品體驗,這是我會選擇燃油車+純電動的原因,簡單的技術方案在各自專長的領域做到最好。以前大部份人會考慮選擇混動而不是純電動最大的考量是充電不方便,但是隨著電池成本降低,大概只有10年前的1/4,續航裏程大幅提升。我目前P7超長續航版的純電裏程是670公裏NEDC續航,實際夏季或者冬季續航在500多的水平,對於我來說就是一周一充。目前小鵬在我家旁邊就有一個免費合作充電站和一個專屬站,充電非常方便。已經習慣了每周日購物的時候充40分鐘,從20%充到90%左右。以前擔心過在外充電難的問題,目前完全沒有遇到,尤其是在上海這樣的一線城市合作免費充電站以及專屬站點真是隨處可見。

燃油車+純電動是我目前最佳的家庭用車組合。燃油車選擇效能SUV或者瓦罐,負責拉貨,極少的長途旅行或者偶爾玩一下的高級機械感。純電動則負責日常靜謐的駕乘體驗和行雲流水般的動力輸出,這是電驅動與生俱來的優勢。同時還負責智慧化的用車體驗,雖然這個和純電動本身毫無關系,但確實是目前純電動尤其是新造車做產品差異化投入最多也是最強的一個方面。而HEV最強的省油,其實在和純電動比起來也顯得微不足道。

這是一個買混動車最好的時代,未來幾年內會有大量的實用派混動車型上市,而且混動技術已經非常成熟。但這也是一個買純電動最好的時代,目前各種折扣補貼,因為價格戰而極具價效比的配置,疊加沒有被過度擠兌的充電資源以及各種免費權益讓純電動的價效比凸顯。當然這可能也是一個買燃油車最好的時代,因為恐怕幾年後就再也買不到純燃油車了。