快评:长城汽车第8届科技节之插混专用发动机篇
2021年6月28日,长城汽车第8届科技节在保定召开。以“加速碳中和、创想智能化”为主旨,全向对外展示长城汽车在电动化、氢燃料化和智能化方面的科技成果与车新平台解决方案。
2021-06-29 | 出处: 换个角度看车市 | 责编: 王友新
2021年6月28日,长城汽车第8届科技节在保定召开。以“加速碳中和、创想智能化”为主旨,全向对外展示长城汽车在电动化、氢燃料化和智能化方面的科技成果与车新平台解决方案。
新能源情报分析网将会根据分系统类型,逐步对长城汽车的插混专用发动机、扁线电驱动技术、动力电池技术、一体化整车热管理控制策略、大功率直流充电方案以及基于线性控制技术无人驾驶平台逐一研读和判定。
1、4B15E型直列四缸1.5T插混专用发动机:
这台编号为4B15E型的直列四缸1.5T插混专用发动机,由长城汽车自行开发。单从目测看,4B15E型直列四缸插混专用发动机取消了轮系(红色箭头所指);设定了1组功率功率超过100瓦、12伏电压可变流量电子水泵(黄色箭头所指);机油冷热交换器(绿色箭头所指)。
上图为固定在4B15E型发动机缸体的可变流量电子水泵技术状态细节特写。
这种通过三角皮带经曲轴输出动力用于伺服压缩机、助力泵和水泵的体系叫做轮系(包括涨紧轮)。4B15E型1.5T插混专用发动机,取消了传统空调压缩机、液压转向助力泵和机械水泵后,用电动空调压缩机、全电驱动转向机和电子水泵替代。而取消轮系后,可以看作4B15E型插混专用发动机进行了较为彻底的电动化。集成在缸体的大功率可变流量电子水泵的引入,可以认为是4B15E型插混专用发动机具备对缸盖、缸体甚至油底壳等不同部分进行精准散热伺服的硬实力。
要知道,以降低能耗为首要出发点的EREV\PHEV车型应用中,源自发动机的能耗持续降低,将有利于间接提升续航里程。这也是国内外主流车厂都在寻求通过分层燃烧、缸内直喷、可变进排气正时、二次增压等技术提升发动机燃烧效率的根本原因。
在持续不断的新能源化过程中,包括长城在内诸多本土车厂在持续发展EREVPHEV驱动技术中,引入了DHT\DM-i驱动/传动技术同时,对发动机进行专门的电动化,用可变力量多通道电子水泵,为缸盖、缸体甚至油底壳提供不同温度(冷却液)的散热伺服,将是未来重要的技术走向。
目前,这台直列四缸4B15E型1.5T插混专用发动机的详细介绍并未公开。
2、4N20A型直列四缸2.0T插混专用发动机及PHEV车型平台的应用:
此前,长城汽车公布了基于直列四缸4B15D型1.5T发动机(非插混专用)的柠檬混动平台。随后一款基于直列四缸4N20A型2.0T插混专用发动机的柠檬混动混动平台推出。这套结婚了EREV和PHEV技术优势的混动平台,2N20A型插混专用发动机在9DCT之间设定了1组应用扁线绕组技术的驱动/发电机 。
直列四缸4B20A型2.0T插混专用发动机最大输出功率185千瓦、最大输出扭矩385牛米,采用奥托循环技术。需要注意的是,这台4B20A型插混专用发动机与4B15E型插混专用发动机一样都取消了轮系,引入电子水泵、电动空调压缩机和电动转向机以降低能耗。
红色箭头:直列四缸4N20A型2.0T插混专用发动机
白色箭头:基于扁线绕组技术的驱动/发电机
绿色箭头:9DCT
与1.5T发动机+传动/驱动DHT系统组成的柠檬平台不同,这款2.0T插混专用发动机组成的柠檬平台包括9DCT、驱动/发电机以及后置“3合1”电驱动总成。
换句话说,长城柠檬平台下的这套基于4N20A型2.0T插混专用发动机,更适合适配大容量动力电池系统,和后置“3合1”电驱动系统,打造1台售价接近25-30万元的豪华电四驱车型。
在4N20A型插混专用发动机缸体上,仍然集成了1组可变流量电子水泵。
黄色箭头:源自缸体的冷却液输入端
白色箭头:电子水泵本体
红色箭头:通过电子水泵向不同分系统输出“控流”后的冷却液
从技术架构上看,作为整车主要“热量”输出端的4N20A型插混专用发动机,可以直接向驾驶舱输出温度更高的“热量”、向动力电池输出温度较高的“热量”同时,还具备向后置“3合1”电驱动总成输出温度适中的“热量”。而取消了轮系后,可变流量电子水泵又担负着对发动机本体进行散热伺服的需求(不能确认是否具备分层散热技术)。
这套9DCT变速器的配置可以将整车百公里油耗降低了7%,市区油耗较常规车型节油率可达48~50%,既可以用于传统车也可以用于PHEV车型。
4N20A型插混专用发动机和9DCT之间,设定的这组具备驱动和发电功能的电机采用了扁线绕组技术。而扁线电机的引入,可以有效降低横置总成的宽度,“容纳”入不同级别车型的动力舱。目前,长城旗下的欧拉系列电动汽车都采用了扁线绕组技术的驱动电机,柠檬平台的DHT系统中的驱动电机和发电机也应用了扁线绕组技术。
红色箭头:由4N2.0A型插混专用发动机输出的动力路径
蓝色箭头:经驱动/发电机向9DCT输出电量的路径
3、基于V型6缸3.0T发动机与扁线电机在越野平台的应用:
2021年4月的上海车展期间,长城旗下的蜂巢易创展示了1组由V型6缸3.0T发动机+驱动/发电机+9AT+TOD四驱分动器+动力电池构成的纵置越野平台。这套与大众途锐eHybrid几乎完全相同的技术路线的越野平台,持续强化了传统动力总成性能同时有限度的电动化。这台V型6缸3.0T发动机最大输出功率260千瓦(6000转/分)、最大输出扭矩500牛米(1500-4500转/分)、峰值热效率38.5%。
作为一款大排量V型6缸发动机,功率和扭矩有着超越同级国产机型的优势,两组顶置的进气歧管靠近缸盖部分各设定1组由冷却液作为“冷量”传导介质的中冷器,用于对进气温度进行主动散热。双喷射系统、可变排量的涡轮叶片等技术的引入,还是基于传统燃油发动机性能提升的策略。
然而,与这台V6 3.0T发动机适配的9AT之前,引入的最大功率150千瓦、最大扭矩425牛米、最大转速7200转/分的扁线电机(红色箭头所指)的纵置插混动力总成,在性能上全面超越了4N20A型插混专用发动机与扁线电机和9DCT所构成的横置动力总成。
笔者有话说:
在长城插混动力系统中,已经出现了倾向传统发动机+DHT系统组成的HEV类动力总成;插混专用发动机+驱动/发电机+9DCT构成的横置PHEV类动力总成;大排量传统发动机+驱动/发电机+9AT构成的纵置PHEV类动力总成。而全部HEV和PHEV类动力总成,都可以通过引入后置“3合1”电驱动总成以及原生的技术设定,组成适时电四驱架构和全时电四驱架构。
显然,专注于越野车和皮卡的长城汽车,已经将研发与量产重心转向了新能源产业体系了。