硬核预警!解析PHEV到底怎么选?

PHEV车型太多,技术太复杂,该怎么选?


近期油价到了阶段性高位,越来越多人在选车时都不得不考虑燃油经济性问题,哪怕在非限牌城市,消费者选择新能源车型的主动性也越来越高。


不过,由于补能系统的完善还需要一定时间,目前各品牌的超充、快充规格也并不统一,续航焦虑仍然是大多数消费者在选购纯电车型时最烦恼的问题,同时纯电车的高能量回收强度也牺牲了一定的舒适性。




综合来说,能同时满足纯电、纯油、混动的PHEV车型因其强大的适应性更能受到消费者喜欢,也更加符合未来3到5年的能源趋势。


也正因为看到了PHEV市场巨大的潜力,目前几乎所有的一线中国品牌都推出了新一代PHEV技术,其中以长安蓝鲸iDD、比亚迪DM-i、长城柠檬DHT和吉利雷神Hi·X为主要代表。不过,对于消费者来说,每个品牌都在宣传其油耗低、续航长,它们之间的优劣势有哪些?到底哪种PHEV技术更能适应全面的用车环境呢?


P2和P13指什么?各有什么特点?



在一些PHEV文章里,会大量出现“PX电机”等名词简称,对PHEV了解不多的朋友可能会比较难以理解。


事实上,在混合动力汽车中,按电机位置的不同可分为P0-P4以及Ps架构,其中P代表电机位置(Position),P后的数字越大,表示距离发动机的距离越远,不同位置的电机扮演着不同的角色,发挥的作用与车辆能耗、动力性有直接关系。




比如,P1电机主要指电机位于发动机的曲轴后端,它是将ISG(盘式一体化起动机/发动机)连接在了发动机上,取代了传统的飞轮,发动机曲轴则充当了ISG电机的转子,可以实现启停发动机、发动机带动P1电机进行发电以及一定程度上的动力辅助作用;P3电机则位于变速器后面,通常作为直接驱动前轴车轮的驱动电机存在,可以实现纯电驱动,但动力不经过变速器变化传动齿比,所以P3电机大多情况下必须要用大功率电机,才能达到一定的加速能力,除非后轴还有一台P4电机作为辅助。


P2电机结构属于比较独特的一个存在,因为它处于发动机与变速器之间,留给厂商的发挥空间非常大,P2电机既不必像P1电机那样整合在发动机外壳里,相比P3电机又拥有动力路径经过变速器的优势,可以更好地控制中高速下的电耗。



而目前比较主流的i-MMD、DHT、DM-i混动系统就是采用的P13串并联结构,即采用一个发电机、一个驱动电机的布置。它的优势是结构相对简单、拥有串联模式在低速下的燃油经济性会相对突出。同时,因为P3电机动力输出路径不经过变速器,所以P13串并联方案在低速下纯电驱动的效率也相对较高。不过,P13串并联方案的缺点也比较明显,即在发动机高效的区间,不如多档位并联结构效率高,同时因为传动比原因,发动机介入对车速有一定要求,在低速下发动机只能参与到发电的工作。




除了P13串并联结构之外,P2并联结构也是比较主流的PHEV技术。它的优点是发动机可随时介入驱动,不用担心工况、车速。也正因为此,P2并联结构对电池容量并不敏感,车辆性能也不会因为电池容量的变化而出现较大差异。同时,因为多挡变速器被保留下来,所以P2并联结构在中高速下的燃油效率会更高。


也正因为此,P2并联结构无需像P13串并联结构一样采用大功率电机,在发动机随时可介入、有换挡结构变化齿比的条件下,P2并联结构使用中功率电机即可满足强动力需求,省下来的成本可进一步加大电池容量,实现良性闭环。


但P2并联结构也不是完美无缺。首先是结构复杂,P2并联结构虽然只有一个电机,但是因为保留了多挡变速器,如果只是简单地将电机与变速器进行叠加布置,这会导致整套系统的轴向尺寸过大,无法实现平台化应用,小型车很难搭载,没有更多的车型均摊研发成本,使搭载该系统的车型价格也居高不下;此外,P2并联结构对主机厂的变速箱调教能力、研发能力有极高要求,如果变速箱没玩儿明白,发动机直驱与电驱下容易产生体验上的割裂感。




所以,往往有较高利润率的中高端品牌才会坚持P2并联结构的研发。比如欧洲市场,在采埃孚、奔驰、大众等欧洲汽车龙头的引擎下,P2单电机并联结构已经成为欧洲最主流的PHEV技术方向。在2021年欧洲PHEV销量TOP10的车型里,除了Kuga(翼虎)与Outlander(欧蓝德)之外,均是P2并联混动结构。在国内,采用P2单电机并联方案的代表则是长安蓝鲸iDD混动系统。


事实上,早在2013年长安就已经开始了第一代分离式的 P2 系统的研发,但分离式的布置让整套系统轴向尺寸过大,长安意识到如果不解决最重要的小型化、平台化问题,要实现P2并联系统的大规模应用不太现实。


经过持续投入和不断研发,长安最终于2021年推出蓝鲸iDD混动系统,其核心技术是将三离合器(K0离合器+6DCT双离合)高度集成化,并通过对P2电机与变速器的集成式开发,蓝鲸三离合电驱变速器轴向尺寸仅为415mm,保证了蓝鲸iDD混动力系统可以实现从A级车到C级车的平台化搭载。并在此基础上采用大功率P2电机,搭配混动专用蓝鲸NE1.5T发动机,使蓝鲸iDD混动系统具备与串并联混动和功率分流式混动同台竞争的实力。


此外,蓝鲸动力技术品牌也积累了大量变速箱的研发经验,所以如今国内也只有长安能一直坚持P2并联方案,并将其做到世界一线水平,而其他厂商几乎都转头选择了结构相对简单的P13串并联方案。




当然了,就如北京航空航天大学的徐向阳教授在《自主插电混动系统对比分析》一文里提到的那样,“串联、并联、混联三种技术路线也是各有优缺点,混动技术路线选择通常是企业综合自身资源情况、混动技术特点、产品属性需求、成本等因素确定。”P13串并联方案与P2并联方案在实车上呈现怎样的结果,厂家自身的能力影响很大。


选PHEV一定程度上是选适应能力



在了解完P13串并联方案与P2并联方案的差异性之后,我们回到为什么买PHEV的话题。如开头所言,之所以消费者开始主动选择PHEV车型,就是因为看上了PHEV可油可电的适应能力。所以,我们在选择PHEV的时候,除了关注性能、油耗等常规表现之外(同为PHEV2.0时代的产品,油耗差距很难拉开),也应该从更广的适应能力、与燃油车无差别的环境要求、能同时结合油、电特性的角度出发。基于这个角度,我们来看看P13串并联方案的代表DM-i、DHT技术路线与P2并联方案的代表蓝鲸iDD之间又有哪些优劣势。




PHEV因为结合了可油可电的特性,所以在电量充足的中低速状态下,都是纯电驱动,这个阶段几乎所有车的驾乘感受都是一致的,与EV没有本质区别。但如果在电量匮乏的中低速状态下,DM-i与DHT就只能利用发动机发电,为P3电机供电以驱动车辆,发动机转速与车速没有直接联系,可能车速很低,而发动机转速较高(3000rpm以上),在满足P3电机功率需求的情况下多余的电会存入电池以提升电量。


而蓝鲸iDD因为有6挡DCT的存在,发动机可随时介入驱动,哪怕是电量匮乏的情况下,动力的响应也非常直接,性能不打折扣。所以如果你买一台PHEV是为了享受绿牌优惠的同时,将其当做低油耗的燃油车使用,那么搭载了蓝鲸iDD的UNI-K iDD将是最适合的车型,电量的高低并不会影响车主的体验。




当然了,如果是在中高速的情况下,蓝鲸iDD的多挡优势就更加明显,借助于多档纯电、混动、纯油驱动能力,搭载了蓝鲸iDD的UNI-K iDD发动机转速可以得到有效控制,在高速下NVH也拥有天然优势。而比亚迪DM-i、本田i-MMD此刻虽然已进入了发动机直驱的速度区间,但因为齿比固定,在再加速能力、高速动力响应性上相比蓝鲸iDD要稍弱。所以,蓝鲸iDD特别适合喜欢自驾游,用车场景以城市快速路、绕城高速等路况为主的群体。在高速下UNI-K iDD更接近于燃油车的体验,在中低速下更接近于电动车的体验,最大化利用了油车与电车的特点,适应性极强。


也正因为相比起i-MMD和DHT方案,蓝鲸iDD可以最大化利用发动机的优势,所以UNI-K iDD的发动机几乎是同级别车型里性能最强的插混发动机之一。


UNI-K iDD所搭载的这台蓝鲸NE1.5T混动专用发动机最大净功率122kW,峰值扭矩255N·m,比同级别的玛奇朵DHT-PHEV、比亚迪唐DM-i以及瑞虎8PLUS鲲鹏e+所采用的插混发动机动力都更强,再加上蓝鲸iDD采用了S-winding绕组技术的低速大扭矩电机,使UNI-K iDD在起步与中高速的加速和再加速能力都非常优秀。拥有全速域高性能表现,也是蓝鲸iDD这套混动系统的优势之一。




智能PHEV技术该有的样子



聊完了技术层面的问题,我们再来看看应用层面。


相信大多数消费者选择PHEV的时候,都是因为存在纯电使用需求,否则完全可以购买价格门槛更低的HEV车型。而说到纯电使用需求,就不得不提到纯电续航的问题。


因为原材料不断上涨,电池已成为PHEV车型里成本极高的零部件之一,目前20万以内PHEV车型电池容量普遍在20kWh以下,售价在18.58万元的宋PLUS DM-i旗舰PLUS 5G版电池容量18.3kWh,售价在18.98万元的长城玛奇朵-PHEV 1.5L大师版电池容量为19.94kWh,而UNI-K iDD的电池容量达到了30.74kWh。


大容量PHEV电池让UNI-K iDD成为了20万以内PHEV车型中纯电续航最高的车,在NEDC工况下达到了130KM。通常来说,SOC值默认在20%~25%之间,可纯电使用的电量在75%到80%之间,换算过来只有UNI-K iDD是真实可用纯电续航过百的PHEV车型,如果工作日有固定的通勤路线,UNI-K iDD可以最大程度上缓解纯电焦虑、降低日常燃油消耗。




当然了,大容量电池只是一方面,能科学、高效地利用大容量电池,才是真正的高手。区别燃油车和纯电动,混动拥有油和电两股动力源,⽽控制系统的核⼼就是通过优化分配策略,将两股能量发挥到最佳。iDD所采⽤的能量管理算法基于系统能耗最优的⻆度,根据实时的整⻋运⾏⼯况、零部件参数和外部环境变量,动态调整发动机和电机的扭矩⼤⼩,实现最优能耗控制。


比如智能导航规划,系统在低电量时可灵活调整电池能量储备。举个例子,当智能导航反馈前方路段有拥堵,而电池电量已经很低,当行驶到拥堵路段的时候可能发动机会被迫启动参与驱动,然而中低速下发动机效率并不高,所以控制系统会根据实际情况,让发动机在合适的时机开始向电池充电,从而保证在拥堵路段车辆有充足的电能使用纯电模式行驶,以此来实现节油的目的。


所以,蓝鲸iDD才能在充分发挥P2并联结构动力优势的同时,也兼顾了极佳的燃油经济性。UNI-K iDD虽然车重超过了2吨,但在NEDC工况下的亏电油耗表现却可以控制在5L/100km,对比同级别中型SUV已经非常出色。




除了续航与油耗之外,UNI-K iDD所搭载的电池在温度的适应能力上也更强。最低零下35度的工作温度已超过了大部分竞品,北方的消费者会更加放心。系统24小时不间断监控电池的热失控风险,即使在车辆下电后也可实现。


整体来说,UNI-K iDD一方面用更长的纯电续航满足了那些希望将PHEV纯电优势发挥到极致的消费者;另一方面,又具备全速域(发动机无条件直驱)、全温域(可适应零下35℃到55℃的环境区间)的广泛适应性,可以说UNI-K iDD很好地代表了“市区通勤”、“市郊长途”以及“自驾游”三大场景下的节能出行,是兼顾工作日超低成本通勤和周末无忧出行的极佳选择。


本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
0 +1
收藏
纠错/举报
12.2万关注 | 1.2万作品
+ 关注
汽车工程师
Ta的内容

下载之家app

17
评论
收藏
意见反馈