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关键技术拆解,别克微蓝6 PHEV如何做到节能与性能兼得?

2020-07-23新闻5

混合动力技术被科普多年之后,终于成为了环保先锋和高级技术的代名词,尤其是在丰田最强燃效与本田Sport hybrid的营销教育之下,消费者更愿意为混合动力的技术溢价买单。

但是,在环保大潮之下车企给出的另一套方案——插电混合动力技术,却始终没有得到公正对待,市场受欢迎程度还不是特别高,这主要还是与之前的一些插混产品的体验感有关系。那么理想的插电混动车型应该是怎样的?别克品牌在7月24日即将上市的首款插电混动动力车型——微蓝6插电式混动,集合了通用汽车在过去数十年的电气化技术积累,涵盖自家专利的双行星齿轮加、双电机及动力分流等多项先进技术,有望成为扭转消费者对插电混动车型固有印象的代表产品。

业内最强Power Split动力分流技术

要解释别克微蓝6 PHEV为什么能在高性能与低油耗之间做到最佳平衡,首先需要了解它在混合动力技术路线上的选择。

关于混动系统,业内通常以发动机与电机的不同工作模式分类为串联、并联与混联。

并联,可以直观理解为两套动力源并行。为了应对更为严苛的环保法规,车企在原有的内燃机动力系统上增加一套电池电机,把起步加速这种传统内燃机效率最不稳定、最费油的工况交给电机,让电机大扭矩输出的优点发挥到极致,而在需要大功率的工况下,电机与发动机可以一并贡献。

对于车企而言,并联模式最容易实现、无需对原有传动系统做大范围改进,而两种动力源配合的模式,在国标油耗测试工况下可以得到最好看的油耗数据。以大众、宝马为代表的欧洲车企都倾向于采用并联。只不过,由于并联系统下电机驱动的工况并不多,而在大多数日常使用场景下,电池电池的重量成为了传统内燃机的负担,因此并联系统也是最经常给消费者带来「插电混动不省油」印象的一类。

另一种是串联,可以理解为两种动力源的深度结合。在串联系统里,发动机只在背后默默付出,为电池充电、让电机驱动车辆,发动机不再站出来提供驱动力。这样的好处是让两套动力源都发挥最大效率,燃油经济性与驾驶质感都能得到提升。但它的缺点也很明显,发动机不直接参与驱动,而是将能量转移给电池电机再输出,产生了能量转换的二次浪费;而且在高转速区间,电机的优势甚至不如发动机,这就造成大多数串联系统的车辆高速动力不足,最终只能在小型车普及。

混合动力技术的目的是通过两种甚至多种动力源的分配,使得各自能在最佳工作区间内发挥作用。然而,无论串联还是并联都有妥协与牺牲,难道就没有鱼与熊掌兼得的方案吗?

通用汽车最早在上世纪90年代就投入到了双模混合动力变速箱的研发当中,让并联与串联的特点与优势都结合在同一套系统里。目的是让一辆混合动力汽车可以在尽可能多的工况下,组合出尽可能多的动力源匹配模式,以实现效率最优。

但是,双模甚至多模系统需要更为高级的动力分配结构,这也就是我们在通用Voltec上看到的、大名鼎鼎的Power Split动力分流系统。这套系统最大的特点在于,在变速箱内加入了两组行星齿轮、两个驱动电机,以离合器分配发动机与两个电机在不同工况下的工作组合。比如高动力需求时,大小功率的两个电机都能参与驱动;动力需求没那么高的时候,一个电机负责驱动、一个电机负责调整转速,以保证驾驶质感最优化。

这套带有Power Split的通用混合动力系统最早在北美市场上的Volt车型中使用,动力性能与燃油经济性的最佳表现得到了市场验证。丰田直到后来普锐斯换代,才同样加入了类似的动力分流技术,可见通用这套双模思路的先进性。

如今在微蓝6 PHEV的eMotion驱动技术,正是通用Voltec的沿袭:两个驱动电机,两个行星齿轮组,动力分流技术在经过多年技术更新后,已经可以做到高速、低速两种动力分流模式与10种以上的工况模式,在全车速工况下持续调整动力源匹配组合,以提供最佳效率的能量组合。

两套高性能动力源

第一套动力源来自通用汽车为微蓝6 PHEV设计的1.5L DVVT四缸发动机。应用于插电混动车型的发动机,首先需要满足的是节能、降低油耗,因此这款发动机对进气歧管进行了全新设计,以提升发动机中低速扭矩、并且扩大发动机燃油经济区,目的是在驱动车辆、为电机充电等多种工况下,这款发动机的油耗都可能保持在较低范围。此外,大量的低摩擦组件加入,也能通过降低内部摩擦损耗而达到更高效、平顺的动力输出。具体到数据上,这款专属于微蓝6 PHEV的1.5L发动机最大功率75kW、峰值扭矩143Nm。

另一个诉求是轻量化。由于插电混动车型采用了两套动力源,驱动系统的体积与重量都会对燃油经济性、空间布局等产生负面影响。微蓝6 PHEV的1.5L发动机应用了新技术零部件、活塞组件优化等,简化了前端附件驱动系统和启动马达的驱动负载,达到轻量化的目的,也为驱动系统的设计提供了更充分的空间。

第二套动力源来自于双电机,这也是插电混动车型的重要动力主体。微蓝6包含了两个驱动电机,功率分别为49kW和82kW,扭矩分别是116Nm和289Nm。为了让微蓝6 PHEV的混动工况更稳定高效,别克为其搭载了新一代模块化的高性能三元锂电池。由LG化学提供的高能比电池由104组电芯单元组成,额定电量9.5kWh,能量输出比普通的磷酸铁锂电池高50%,电池能量密度高于同级。

这套电池技术最大的特点是高度集成、体积更小、容量更大,而通用汽车独有的片层冷却技术,可以精确控制每一片电芯的温度,以保证这套系统的性能安全稳定,使用寿命更长。

在两套高效动力源的配合之下,微蓝6 PHEV的纯电模式续航里程为60公里,满电满油续航里程可以得到780公里,远高于同级别的传统燃油车型,综合工况下的最低油耗为1.4L/百公里,节能减排的优势进一步发挥。

多种驾驶模式优化全路况体验

在插混系统的选择上,通用之所以选择技术构型更高级的PS动力分流,是因为在通用看来,消费者购买一辆插电混动车型,不应该只是获得更低油耗,而同时也应该享受到两种动力源带来的,更高级的驾驶体验。

这也是别克微蓝6 PHEV通过动力分流技术带来的全路况驾驶体验升级。

别克微蓝6 PHEV搭载的是EVT电控智能无级变速箱。这样一款拥有专利技术的变速箱并非只有动力衔接更平顺的优势,由于采用了双电机+双行星齿轮组的独特设计,配合动力分流技术,在TPIM集成式驱动功率逆变器模块的控制下,可以灵活实现多种模式切换,以实现更高效的扭矩输出、更快的动力响应。目前这套技术只有通用和特斯拉具有,而在中国市场,首次以别克微蓝6 PHEV将这套高级技术带给消费者。

具体到驾驶层面,别克微蓝6 PHEV可以通过调节控制踏板,灵活切换三种驾驶模式,比如适用于城市工况的普通模式,较低功率需求的驾驶场景下以正常纯电运动,给驾乘者的感受是类似于电动车的线性动力输出,平顺而舒适。运动模式则应用于高速公路等需要更强动力反馈的模式,油门踏板反应更灵敏;而锁定模式则用于维持电量,达到更节能的目的。

在用户看来这只是三种不同感受的驾驶模式,但在驱动系统内部,它是通过多种动力源的组合与工作模式调动,以保持最稳定的大功率输出与放电。与之配合的,还有两种动能回收模式,让驾驶者在性能与续航之间做选择。

雅斯顿小结

在节能减排与能源转型的大环境下,插电混动本该是车企和消费者最适合的过渡方案,两种动力源的配合不只是为了省油,而是全方位优化驾乘体验。带着多项先进技术而来的微蓝6 PHEV足以让消费者对插混车型改观,在这辆车上真正体会到节能与性能兼备的理想状态。

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