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目前混动汽车现状如何?技术是最成熟的阶段了吗?

2019-11-18知识

我从毕业之后就开始做混动,到今天我的工作依旧围绕着混动和纯电动在进行。但是我个人从来没有消费过纯正混动车型,去年回国后也是一辆燃油车+一辆小鹏P7纯电搭配,且在可见的未来我应该在家用车部分不会再买燃油车。这并不妨碍我说混动是未来几年传统车企主要盈利来源,且混动现在的技术已经相当成熟。

当年我最开始参与混动开发的时候,国内一水做的是P2混动,走的是德国大众的路线。为什么要走大众路线?因为国内先跟随大众搞了一波DCT双离合,大部分主机厂都有自己的双离合变速箱,之后再跟随大众搞个P2混动就是效率最高的选择。有些主机厂还是P2混动和DCT双离合打包并行开发,燃油和混动新车上市都不耽误。

大众P2混动构型

下图是所有P2的统一结构,在变速箱(Gearbox)和发动机(ICE)之间加了一组离合器和一个饼状电机,一旦离合器断开就是电机直驱,而离合器接合发动机就可以参与驱动。这是一个典型的并联混动结构,也是一个油改电实现混动最简单的方案,添加一个饼状电机和离合器对整体动力总成修改很小,可以快速量产。

P2混动构型

P2结构最大的缺点就是使用单电机的情况下发动机还是要参与直驱,所以对节油的帮助非常有限,比起两田的THS和iMMD确实难有市场。虽然各家的P2产品都卖得稀烂,包括P2鼻祖大众本身,但是大家都很满意,毕竟通过P2项目练手了不少技术。电机和电池开发啊,电机+发动机+变速箱的硬件集成啊,还有混动模式控制和能量管理(现在新能源整车核心HCU软件的主要内容),包括目前很多国内主机厂的纯电技术,电池电机和VCU(HCU的简化版)都是从P2混动迁移过去的。不论混动构型如何变化,其实只要掌握了电机,电池,变速箱(离合器)零部件的技术,以及这三大块的硬件集成和混动模式控制/能量管理,再怎么换构型也是换汤不换药,追根溯源都是一套技术积累,容易量产具有成熟度的产品。

比如长城新推的DHT,以及未来很多车企可能推的混动变速箱,虽然叫做「Dedicated」混动专用变速箱,但是你看结构其实还是那些熟悉的零部件换了个马甲而已。

长城DHT混动变速箱构型

上图是长城DHT结构,除了熟悉的发动机,两个电机(一个驱动一个发电),主要的变速箱机构其实就是并行轴的齿轮组G2,G3形成的两个速比,通过一个同步器S1来实现挡位切换,这个和DCT双离合里的挡位设计和控制完全一样(如下图红色圈中部分);而实现串并联模式切换的就是上图C1离合器,C1的功能也是和P2混动中的模式切换离合器(下图蓝色圈中部分)一毛一样,控制还比P2简单(P2离合器还要兼顾发动机启机功能)。所以这个DHT只要空间布置满足条件,最大的难点也就是在系统集成上,比如集成NVH问题,本身不存在技术成熟度难题,长城基于已有的DCT,电机和发动机产品,就可以快速量产这款DHT。

大众DCT及P2混动变速箱结构

为啥大家现在都开始搞DHT?因为前面提到的P2结构省油难,而这种DHT结构简单又能实现串联并联EV各种模式,同时电机和电池的成本比起10年前都大幅下降车企也能玩得起了。本质上就是车企这几年油耗和排放的压力越来越大,在混动市场化这件事情上空前认真。另外混动也是一条态度「非常正确」的道路,为了环保毕竟各个大厂都在谈多少年后不再有纯燃油车了,还有人会不搞混动么?所以实用派混动路线基本都抛弃了大众的「油改电」P2,跟上「两田」的步伐做DHT。

所以总结一下,混动技术现在已经相当成熟,且各个车企都在认真做实用的混动构型,比如DHT,在未来5年左右的时间混动依旧会作为纯燃油车的替代品为发动机续命一段时间。

上面是从车企的角度来说,但是如果从个人消费者的角度,我应该不会再买混动,用了纯电动之后就很难再回去了。首先,从能耗角度我肯定不会买插电混动。以目前充电设施的完善程度,大部分PHEV 100公里以内的纯电续航非常鸡肋,每次只能充电100公里,稍微长途一些的旅行或者不按时每天充电那么节能水平就会大打折扣。

举个例子,我的小鹏P7,以目前的平均电耗折算成商用快充电费大致在一公里1毛多的水平(以一度电1.2元计算)。但是PHEV在大部分工况使用燃油充电的情况下,油耗很容易就超过5升/百公里,等价于一公里将近4毛甚至更高的能耗成本。

这还是在完全使用付费商业快充的前提下。而实际使用中,P7每年会赠送3000度的免费电,今年到目前我行驶了16000公里,实际花费的充电费用只有200块左右,期间还遇到节假日期间小鹏充电免单,整个春节的用车都免费了。

其次如果为了驾驶性(动力和平顺性),那我更不会在家用车这个细分市场买混动产品。HEV的目标客户是谁?其实就是追求油耗经济性且日常行驶里程非常高的用户,这也是为什么丰田普锐斯在欧洲出租车行业这么受欢迎的原因,可以和柴油车的油耗抗衡。但是否应该选择低油耗的HEV?这是一个综合权衡的过程。以我对标过的CRV为例,一样的车型HEV混动版比燃油版贵3万,百公里加速时间基本一致,油耗降低20%,但是因为大部分工况都运行在发动机串联模式(发动机高速区间),NVH体验很差,甚至比燃油车还差,理论上的可靠性也会因为额外的零部件降低。

CRV传统燃油版和混动版对比

这是目前HEV的典型限制所在,因为要和燃油车竞争,成本上必须控制在和燃油车类似的水平。但是因为无法省去发动机和变速箱,又添加了额外的电池电机,有限的成本在省油的同时无法同时兼顾其他属性,比如说更强的动力。HEV虽然是一个必然的趋势和成熟的产品,但注定是一个折中的技术解决方案,从纯燃油时代过渡到纯电时代的中间产物。

如果我想要动力性和平顺性以及静谧性,必然还是会选择纯电动。没有了发动机和变速箱的NVH问题,也没有变速箱的换挡顿挫感,动力部分更有电机毫无延迟的最大扭矩输出。当初买P7没有选择动力更强30万级别4秒水平的四驱车型只是为了更长的续航。但就是在单电机后驱的配置下,在城市0-60kph工况零百6.7秒的加速性能感受更像是一台5.7秒的燃油车。而这一切,在30万以内可以买到顶配。

其实多数情况下最简单的专用方案才是最好的方案,期望能兼顾到各种属性的产品往往每个属性都做不到最好的产品体验,这是我会选择燃油车+纯电动的原因,简单的技术方案在各自专长的领域做到最好。以前大部分人会考虑选择混动而不是纯电动最大的考量是充电不方便,但是随着电池成本降低,大概只有10年前的1/4,续航里程大幅提升。我目前P7超长续航版的纯电里程是670公里NEDC续航,实际夏季或者冬季续航在500多的水平,对于我来说就是一周一充。目前小鹏在我家旁边就有一个免费合作充电站和一个专属站,充电非常方便。已经习惯了每周日购物的时候充40分钟,从20%充到90%左右。以前担心过在外充电难的问题,目前完全没有遇到,尤其是在上海这样的一线城市合作免费充电站以及专属站点真是随处可见。

燃油车+纯电动是我目前最佳的家庭用车组合。燃油车选择性能SUV或者瓦罐,负责拉货,极少的长途旅行或者偶尔玩一下的高级机械感。纯电动则负责日常静谧的驾乘体验和行云流水般的动力输出,这是电驱动与生俱来的优势。同时还负责智能化的用车体验,虽然这个和纯电动本身毫无关系,但确实是目前纯电动尤其是新造车做产品差异化投入最多也是最强的一个方面。而HEV最强的省油,其实在和纯电动比起来也显得微不足道。

这是一个买混动车最好的时代,未来几年内会有大量的实用派混动车型上市,而且混动技术已经非常成熟。但这也是一个买纯电动最好的时代,目前各种折扣补贴,因为价格战而极具性价比的配置,叠加没有被过度挤兑的充电资源以及各种免费权益让纯电动的性价比凸显。当然这可能也是一个买燃油车最好的时代,因为恐怕几年后就再也买不到纯燃油车了。