吉利混动技术剖析

原标题:吉利混动技术剖析

早期混动技术尝试

当不知道选橙汁还是苹果汁的时候,往往很多人会选择mix(混合)果汁,mix方式解决了选择困难症朋友的问题。在传统燃油车和纯电动车之间也有一种mix产品——混合动力汽车。混动技术门槛较高,所以当初新能源汽车趋势崭露头角的时候,很多中国品牌直接选择了放弃,而将重心放在研发纯电动上。

很多人说“世界上只有两种混动,一种是丰田混动,另一种是其他混动”,这句话确实很形象地表达了过去20年时间里,丰田混动技术在全球的霸主地位。但,这并不代表别人没有机会,德国人不相信、美国人不相信,中国人也同样不相信。比如,十几年前的吉利就开始了混动技术之路,而且今天仍执着如故……

<拿手好戏>是一个细数各家车企专长技术的系列选题

建国70周年里,我国的汽车工业从零起步、从无到有,从早期汽车企业的“三大三小”,到遍地开花的民营企业,再到如今一大批的新兴造车势力,中国品牌汽车已经有了一定的国际竞争力。从2018年开始,发改委明确指示将逐步开放外资股比限制,国家对中国品牌自身的势力有了足够的信心。只有掌握了真正的核心科技,车企们才能走的更加长久,因此我们用《拿手好戏》这一系列来一一细数如今各家车企的专长。

  • 今天我们谈吉利的混动技术

其中,吉利并不是混动车里销量最好的品牌,我们今天决定从它开始说起,是因为它有着非常久的探索(插电和普通油电)混动技术的历史,而且目前有着P0、P2.5、PS等相对全面的混合动力技术方案,甚至前不久还收购了混动“大佬”丰田的初代THS(Toyota Hybrid System)混动技术,是中国品牌里研发混合动力汽车的最典型代表之一。

  • 多次自我推翻后才确定的插电混动

刚刚起步的中国品牌车企也意识到了混合动力技术很可能是未来的方向,但彼时大部分中国车企连发动机、变速箱技术都还不是很成熟,更别说下功夫研发混动了,混动汽车对于他们来说还是非常新鲜前言的课题。

面对丰田已经推出的成熟的第二代THS混动技术,大多中国车企基本只有望洋兴叹的份,而这个时候吉利便开始探索性地研发混动技术。2005年,吉利也打造了一辆弱混动力的样车,并在当年的上海市工业博览会上亮相,这台车基于单向离合器、镍氢电池组等技术,将电机动力传递给驱动系统。

面对国际性的巨头公司,吉利曾经也想过弯道超车、另辟蹊径,在2006年拿出了(42V)超级电容的技术成果,这是一种高效、快速充电且寿命长久的储能技术,吉利想借此实现新能源技术的突破。

超级电容技术没有成功的结果,2007年吉利开始将方向转到插电式混合动力,官方也称GPEC,英文Geely Plug-in Electric Hybrid Car(吉利插电混动车型)的缩写。

吉利的工程师知道这并不是最优的混动解决方案,因为它所能实现的混动模式较少,发动机无法高效地为电池组充电,平顺性和燃油经济性都不够优秀,所以在2009-2012年间开始探索行星齿轮方案,也就是类似丰田普锐斯上那套THS的技术。

虽然用一个简单的行星齿轮组机构就能实现发动机与电动机的动力耦合(将两股能量汇合到一起),但背后的软件控制逻辑是极其复杂的,而且为了避免牵扯到丰田技术专利的问题,吉利只能用更复杂的机械结构。

吉利CHS在当时可以算是非常大胆且创新的技术方案,但光有想法不行。吉利在量产这项混动技术的时候遇到了很多难题,除了系统可靠性、耐久性的考验,最大的困难就是电池供应问题。吉利需要丰田普锐斯上那组电池一样的性能水平,足够的安全、耐得住过充过放。

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与科力远共同完成CHS混动技术

  • 牵手与科力远完成混动之梦

当“巧妇”遇到“无米”的尴尬境遇,吉利开始在全球范围内寻求合适的电池供应商,谁知在中国湖南就存在着一家再合适不过的伙伴——有着镍氢电池经验非常丰富的科力远,它的创始人是钟发平,比亚迪董事长王传福在中南大学的校友。

科力远在2011年收购了一家日本松下旗下的电池工厂,这家工厂正是第一代普锐斯的电池供应商。科力远与丰田一直有着良好的合作关系,甚至后来还和丰田在国内成立了科力美动力电池有限公司,为丰田国产卡罗拉双擎/雷凌双擎提供镍氢电池组。

理工科出身的钟发平博士非常看好吉利的混动方案,他的野心并不单单要给吉利供应商电池,而是想和吉利合作CHS混动技术,拓展未来自己在新能源领域的业务。电池对当时的吉利来说是难以逾越的一关,再加上多了一个科力远来和自己一起奋斗,一起承担这套不成熟技术的风险,吉利李书福最终选择了伸出合作之手。

吉利/科力远将CHS混动技术进行了平台化开发,随后长安和昆明云内动力与其签署了《增资扩股框架协议》,甚至长安也准备量产搭载CHS的混动车型。

然而!帝豪PHEV上市后的销量让人大失所望,2017年1-9月份总销量才265台,这一方面原因与其较高的技术成本有关,先期上市的指导价区间为16.58-18.58万元,补贴后售价为12.98-14.98万元(以杭州、上海地方补贴为例),要知道当时的卡罗拉双擎售价区间为13.98-17.58万元,并没有比丰田便宜多少钱,再加上消费者对吉利打造的全新混动技术存在着或多或少的疑虑,总之帝豪PHEV“出师不利”。

今年年初,吉利1元收购丰田初代THS混动技术的新闻震惊四座,也表明了吉利对功率分流PS混动的坚持,通过获取专利过期的第一代普锐斯混动技术,吉利能够直接量产丰田的成果,也能进一步优化自家的CHS混动,或许未来更新迭代后的全新CHS混动还会出现在大家面前。

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博瑞GE的两种混动才是主打

  • 博瑞GE的两套混动方案才是如今吉利的拿手

混动技术不只有一条路,吉利也没有在一棵树上吊死,甚至将更多的精力投入到了新的混动方案——P0和P2.5混动。所谓的P0、P1、P2、P3、P4、PS是车企们为了更好的区分混动系统类型而命名,P0-P4表明了电驱模块所在的位置;而PS代表了特殊的功率分流形式,即Power Split,典型案例如丰田THS、吉利CHS和通用Voltec技术。

MHEV(Mild Hybrid Electric Vehicle)是近两年非常火热的技术路线,除了吉利,长安、奇瑞、比亚迪、宝骏等都有类似的技术,中国品牌依靠的是国际一流零部件供应商如法雷奥、大陆、德尔福、博世等,一起合作开发出了基于48V的微混动力车型。

P0混动优势很明显,如今包括“BBA”豪华品牌在内的车企,在最新的动力系统中都加入了48V驱动的P0混动。就像一双人家人爱的网红球鞋,大家都开始装载这项技术。这得益于P0混动非常高的兼容性,它能够适配大多数现款的发动机,只需要在此基础上加装一套更强大的BSG电机系统,就能很容易地把燃油经济性提升一个台阶。

博瑞GE的PHEV插电混动版的这套P2.5混动与此前的CHS不同,它将一台1.5T三缸发动机与一台60kW电动机综合到一起,匹配7DCT双离合变速箱,综合最大功率输出为192千瓦,最大扭矩为425牛·米。

混动技术的核心难题在于发动机与电动机的动力耦合,也就是让两股能量汇聚在一起,同时达到一定的平顺性和耐久性。丰田THS、吉利CHS、通用Voltec等PS混动都是用行星齿轮将两股能量耦合;奔驰、奥迪、宝马、现代等P2插电混动技术是将电动机与变速箱直连,通过传统的离合器来控制发动机的动力输出。

当然,任何方案有优点也有缺点。吉利2.5混动将电机与一个输入轴(偶数挡)连接,也就意味着这根偶数挡齿轮轴,无论在纯电、混动模式还是充电工况下都是时刻旋转啮合的;而奇数挡齿轮轴只受到发动机的扭矩输出。这就像两位工人,一位每天要干三件事,而另一个只做一件事,时间久了,任务繁重的工人肯定会更疲惫。因此,吉利需要额外对两组齿轮轴的磨损一致性进行特定的设计。

另外,博瑞GE省去了传统的启动电机,而是依靠这台P2.5电机来启动发动机,所以硬件结构决定了,每一次启动发动机都要经过变速箱齿轮,然后不可避免地需要离合器啮合,再将发动机带动起来,这无形当中就增加了离合器的磨损次数。

总结:吉利是近两年中国市场上绝对的翘楚,即使车市遇见“寒冬”,仍然以135.99万辆的销售成绩强势占据中国品牌榜首席位。它的新目标是2020年实现200万辆的年销量,而且90%以上是新能源,除了纯电动,吉利就将一部分重心押宝在混合动力车型上了。

总的来说,吉利目前在售的帝豪PHEV和博瑞MHEV/PHEV等几款混动车,在技术上都有着自己的独到之处,但也都不够完美,或许这就是吉利一直积极地寻求丰田THS混动技术的原因吧,拿到丰田THS专利的吉利未来在混动领域有了更多的可能,请期待这家中国品牌车企的一步步进步吧。(文/图 汽车之家)

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