“全都要”,柠檬DHT全速域新物种(三)

2021-11-25 06:56
汽车与运动 2021年7期
关键词:挡位混动热效率

往往新势力任标榜自己的电动车多么风驰电掣,体验舒适的时候,会用到“新物种”的概念。为什么这么说呢7因为电机相比于传统燃油动力,带来的是全新的驾驶感受,而智能化的系统管理方法和人机交互体验,带来了焕然一新的感觉。其深层逻辑还是“车”这个品类在人心目中的特殊地位。一辆车从设计之初会有它的驾乘特点,而柠檬DHT在混动时代中,无疑是最具革命性驾乘DNA的“新物种”之一。

柠檬DHT整体分为DHT HEV, DHT PHEV以及DHT+P4 PHEV四驱的三大混动架构平台,辅以1.5L,1.5T高热效率混动专用发动机,115kW/130kW高集成度变速箱,高功率HEV,大容量PHEV电池,以及三合两挡电驱动后桥的模块化零部组件。

“新物种”从诞生伊始就赋能全速域高效,最佳驾驶感受的技术特点,特别是长城旗下众多中大型SUV车型的用户痛点可以在该平台上得到最优解。

在当前出色的深度混动架构中,除了丰田或者通用颇具底蕴的采用行星齿轮外,可以看到大多数的架构都逃不过串并联的底层技术。柠檬DHT这套混动系统则是在原有简单的双电机构架上,新增了发动机直驱的挡位选择,通俗点讲利用双电机与变速箱组成了ECVT+2AT的联合变速箱,这也是为什么这套混动系统可以在车辆全速域上“全都要”。

柠檬混动DHT的工作原理说明给出了基本的6种工作模式,其纯电EV模式与串联增程模式、能量回收等模式这里不再赘述,基本与其他架构无异。而发动机直驱模式中,可以看到不同挡位可以分为动力直驱和经济直驱两种模式,并且在动力直驱模式上可以实现全负荷并联模式,即发挥动力系统最大动力性能。而这里经济与动力的区别,也就是利用不同挡位讲发动机工况控制在合适的位置,以实现动力优先还是节能优先的工况,从而使得发动机直驱也可以找到最佳工作点,做到动力和油耗的平衡。这里的具体调控逻辑会在后文详述。

面工况到线工况的精准控制,为实现全速域能效最优核心

可以看到在全工况MAP图上,传统的分布不均匀的效率云图中,可以在不同转速下找到一条黄色的高效运行工况线。在市区拥堵情况,可以看到在全发动机MAP上常用的工况点,全部集中在发动机的低效区,并且这些工况由于油气混合差其排放也是最恶略的工况点。而混动的EV模式可以讲这些非常差的工况点全部用电机替换掉,转而利用电机全MAP效率均远远大于低速小负荷发动机工况的特性,完成最有效的节能减排。这也是混动车的根本逻辑,使用起来也是效果最明显的。

而在市区急加速、超车、中低速巡航时,传统发动机工作的低效区域,则利用串联模式将发动机工作点转移到最优经济曲线上。并且在中速区域甚至可以利用低挡位并联方式混合发动机直驱直接进入串并联混合工作状态,相比简单的串联模式可以更加经济地进行直驱发电。这部分区域可以说包括了日常行驶的绝大多数工况位置,而调控过后全部落在了发动机高效运转区间,实现真正的节能减排。另一方面,柠檬混动大电池+低挡位发动机介入的控制逻辑使得在多数细分工况下(如电量是否充足,是否急加速,是否低速等耦合工况)可以找到最佳的发动机介入位置。

在高速匀速或缓加速行驶时,发动机已经运行在最高效经济区间,此时以发动机经济直驱模式运行。而在市郊中高速急加速行驶时,换到动力高挡位,以动力直接驱动,在扭矩需求更大的场景,则利用电机辅助驱动,实现加速最大化。这使得在全MAP上的传统中速大负荷低效点可以被重新拉到高效区域内。

在高速大负荷,低速大负荷这种类超高速加速以及爬坡等使用场景,可以利用动力挡位十电驱辅助的全负荷动力方式,提供最大的动力输出,而发动机可以通过挡位调节,重新将非常极端低效、爆震等不正常燃烧频发的区域拉回到高效燃烧线上。

通过利用这套高效变速组合,柠檬DHT可以发挥在全速域优于一般串并联方式的“进化”混合模式。特别的在极端工况需要超大动力需求的时候,仍然可以保证效率的稳定以及减少对发动机的损伤,使得发动机常规工作区、非常规极限工作区均可以调节到最高效工作“线型”区域上,从而实现全速域的节能减排。所以这套系统也是非常适合长城主打SUV的使用场景,在更高动力的前提下使得SUV达到同等B级混动轿车的油耗水平。

此外,电驱的另大核心优点就是无与伦比的平顺性,在低速区域纯电行驶的工况相当于一台BEV,而随着速度提升柠檬DHT将这种驱动驾驶感受拓展到全速域,并且没有电动车在高速区域的“历程焦虑”,提供更强的高速动力性能。

相比于大排量燃油车,在平顺性上消除了换挡的机械顿挫感,在70km/h以上,HEV车型相比普通架构大出300Nm的轮端动力输出,PHEV车型则大出1000Nm的轮端动力输出,这使得中大型SUV的百公里加速可以进入9秒甚至8秒级别,非常夸张。

柠檬混动DHT专用发动机技术路线

在混动专用发动机的开发路径中,柠檬混动以41%,43%,45%以及50%四步,实现发动机热效率极限的突破。当前技术路线中,绝大多数厂商均围绕米勒/阿特金森循环+冷却EGR展开,而实现43%热效率则需要被动预燃室的介入,并将摩擦功降低到0.5bar以下。进一步实现45%-50%热效率,需要主动预燃室与入>2甚至2.5的超稀薄燃烧,并配合余热回收技术。

在柠檬DHT43%热效率的混动专用发动机上,1.5L,1.5T,以及2.0T发动机主要的应用技术路线是长冲程阿特金森/米勒循环+双级冷却/低压EGR技术,高压喷射、热管理、高能点火、高滚流等主流技术都没有落下,而压缩比更是达到了夸张的16:1。在1.5T发动机的技术路线上,则额外搭载被动预燃室加快燃烧速度降低爆震,以及980℃的VGT增压系统,从而拓宽高速大负荷的当量比极限,减少过浓燃烧从而节能减排。2.0T大排量版本则加入进气中冷和电子水泵,从而更好地控制燃烧温度和增大进气系数,提升综合扭矩。

以上三款机型的目标热效率均是43%,而超過这个限值想要突破45%甚至达到燃烧效率极限的50%热效率,稀薄燃烧+超高压缩比必不可少。对应的技术储备则集中在以主动预燃室为核心的实现入 >2的超稀薄燃烧系统,开发进排气进一步优化,超高增压,超高效冷却EGR等技术,在全MAP上搭配超高压缩比以实现综合油耗继续降低7% -8%,从而实现45%热效率。

高集成化、高效DHT总成

柠檬DHT混动总成采用高集成化设计,利用双电机控制器集成DCDC模块,集成控制器取消高压线束、集成电机与变速器壳体,换挡与驻车机构集成等多项技术减小布置空间、减少重量降低油耗,降低产品成本,使得在A级-C级平台均可以搭载。

此外在箱体的内部,多项减磨与节能技术助力整机高效率:创新的H-pin绕组技术十高槽满率扁线电机+高感低损耗硅钢板,使得电机最高效率以及高效区域面积大幅提升。在传动过程里,自主设计的低磨损齿轮以及主动润滑技术,使得传动过程损失降低,并且主动润滑系统节约了机油用量,配合低粘度润滑油可以大幅度降低搅动能量损失。

全速域新物种将加速全品系混动化革命,新一轮驾乘体验革命在即

利用这一整套柠檬DHT混动系统,其适配空间以及输出扭矩可以覆盖A-C级多个产品线。搭载柠檬DHT的哈弗H6车型已经在泰国上市,WEY拿铁HEV,WEY玛奇朵HEV/PHEV以及哈弗赤兔HEV今年计划在国内上市。而在未来三年,将有20余款柠檬混动DHT平台车型上市,那时全速域充沛动力以及超低油耗的技术特征将直击传统SUV驾乘体验的最大痛点,成为电气化革命的先锋。

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