拆开柠檬混动DHT 看看长城比丰田本田的混动总成高明在哪
众所周知,混合动力技术是汽车行业跳不过去的一条必由之路。其中,丰田、本田两家日系企业由于拥有先进的技术,在这一领域有着近乎统治地位。不久前,长城汽车正式公布了柠檬混动DHT系统,从技术的角度讲,它无疑打破了两田统治的下的混动格局。BAO师傅曾受邀,实车体验了下长城柠檬混动DHT系统,并撰文解释了这套系统的原理(详情参见此前文章《目标就是干掉丰田本田 长城汽车发布柠檬混动DHT技术》)。
2021-03-09 | 出处: BAO爱车工作室 | 责编: 王友新
众所周知,混合动力技术是汽车行业跳不过去的一条必由之路。其中,丰田、本田两家日系企业由于拥有先进的技术,在这一领域有着近乎统治地位。不久前,长城汽车正式公布了柠檬混动DHT系统,从技术的角度讲,它无疑打破了两田统治的下的混动格局。BAO师傅曾受邀,实车体验了下长城柠檬混动DHT系统,并撰文解释了这套系统的原理(详情参见此前文章《目标就是干掉丰田本田 长城汽车发布柠檬混动DHT技术》)。
可这些都只能是从理论和体验的视角,隔岸观火地去解读,只有真正把这套发动机+DHT总成拆开方能了解个详细。恰巧,最近长城就真的来了一回“赤诚相见”的彻底拆解,而BAO师傅也从这次拆解中发现了长城相对于“两田”的高明之处。
高明之一:对燃烧效率的利用更进一步
混合动力的本质,是对发动机燃烧效率的最大化利用。例如丰田曾经开创性地使用行星齿轮,将电机与发动机的动力进行结合,通过回收刹车、溜车能源为电池充电,再用电能补充发动机在低速高扭矩上的能效不足。
本田的高明,在于在丰田的基础之上,对发动机的燃烧效率区间做了更加细致的细分。例如,发动机的大部分高效能区间都是在巡航速度行驶的过程中,所以只有这段时间,让发动机参与直接驱动车轮,其余时间,只要让发动机保持高效能区间来进行发电,让电机来驱动车辆就好。
而长城柠檬混动DHT的高明,在于在本田的基础之上,将发动机的经济燃烧区间进行了进一步的细分。例如在车辆进行急加速,以及高速运转的过程中,发动机即使发电也会出离高效能区间,长城的巧妙在于通过两档减速器与单离合器的搭配,将发动机的运转进一步停留在高效能区间,这样的安排无疑使发动机的能效利用力更高,也就自然更加省油。
高明之二:对结构与体积的控制更进一步
上文中说的原理,可能比较好理解,但把看似简单的原理能够真正落地,才是最见功夫的。这次的拆解,亮点便在于此,能够看到长城具体在落地层面下了哪些功夫。
首先是电机的排布。长城是在本田的串并联结合的基础之上,开发的自身系统,也同时参考了双电机的结构。但是比起本田的发动机+发电机+驱动电机一字排开,长城的布局更显智慧。本田的方案无疑增加了整套总成的横向宽度,使发动机舱必须要足够宽,对于小型车而言,本田为了改善这样的弊病,不得不进一步把两个电机做“薄”,这无疑进一步增加了成本。
长城则采用了平行轴式布局,让两个电机间通过齿轮相连,不仅在横向尺寸上做到更小,也更便于整体模块的结构布局。在这套小巧的DHT模块内,包含了两档减速器、单离合器、拨叉换挡机构以及双电机等复杂机构。而其体积却比普通DCT(双离合变速箱)降低50%以上。要知道对于混动系统而言,更重更大几乎成了业界的共识。长城的柠檬DHT为什么会这么轻便?
首先,这套系统采用单离合设计,相比于双离合,润滑冷却需求更低,而且结构十分小巧。此外,换挡机构也采用了拨叉式的设计,结构简单,可靠性高。配合固定式的齿轮传动机构,在体积、可靠性和成本控制上都有着不错的表现。
其次,这套系统的双电机,机采用了高磁阻转矩设计理念,较普通永磁电机设计降低20%以上磁钢用量,达到轻量化目的;发卡式扁线设计,槽满率高达70%以上,有效提升电机功率密度;短距绕组排布,优化气隙谐波,降低各阶次电磁力,改善48及96阶高频噪声,NVH性能业内一流;低损耗0.27mm硅钢片,铁损降低17%以上,实现双85%的高效区占比。而且,两个电机采用了同样的直径,在产品的生产层面,可以采用模块化加工,进一步降低了成本。
高明之三:控制逻辑的精细化
这次拆解中,让BAO师傅最惊讶的,是这套DHT控制单元,它相当于柠檬混动DHT的“中枢大脑”。让BAO师傅意外的首先是它的体积,区别于传统体积庞大的控制器,柠檬混动DHT的控制单元非常轻巧,仿佛一个小型的PAD大小,可以直接布置在DHT顶端,通常一套控制单元的大小,直接可以看出主机厂对于电子元器件的集成能力,这样的体积可见一斑。
第二个让人意外的是:体积虽小,算力却很出众。柠檬混动DHT搭载的是英飞凌TC38系列处理器芯片,不仅算力强、可靠性高,配合长城汽车自主研发的控制算法,可应付至少六种工况作业,他们分别是:
1, 纯电行驶:仅以TM电机通过两级齿轮组驱动车轮
2, 0-35km/h串联模式:发动机+GM电机提供电能,TM电机驱动车轮
3, 35-65km/h:发动机通过大速比齿轮组直接驱动车轮,TM电机动态调节扭矩
4, 65km/h以上:发动机切换至更经济的速比直接驱动车轮
5, 全负荷行驶:三个动力单元全部输出动力
6, 减速和下坡:离合器断开,通过TM电机回收动能
虽然理论上可以划分为上述六种模式,但实际工况却十分复杂。例如油门开度的不同,很有可能在低速情况下,发动机介入直驱;在电量充足的情况下,巡航模式中有可能实现纯电行驶等等。具体体验而言,相对于两田,长城的模式切换非常平顺和安静,你很难找到像丰田那样的顿挫,而在急加速和中高速巡航时也不会像本田那样喧闹。这种平顺与安静,背后是长城调校团队细致的调试。根据官方数据,这套系统的市区工况较常规车型油耗降低35%-50%,中高速工况较串联模式油耗降低10%-15%,高速大负荷工况较串联模式油耗降低18%-25%。
写在最后:
这次拆解,BAO师傅更直观地看到了长城柠檬混动DHT系统的过人之处,特别是在核心原理的理解、系统的体积、结构、成本控制等方面的用心,都有着不输海外品牌的素质,甚至在部分领域实现了超越。
让BAO师傅感慨的是,柠檬混动DHT的推出,是一种象征,它证明了中国企业,即使不去采用所谓的“弯道超车”路线,脚踏实地地去搞研发,在传统内燃机技术领域,也可以走到海外品牌的前面。所以专注于技术,一步一个脚印,才是汽车企业走向强盛的根本。近期,搭载柠檬混动DHT系统的WEY品牌新车玛奇朵即将亮相,愿这一产品在销量层面也能实现对海外品牌的超越。