日系:快速加入混动大战
2023-12-25孟华
文 / 孟华
“混动”概念是谁发明的,没有定论。但是最早将其落在工程实践上的,无疑是丰田。1997年的丰田普锐斯横空出世,开创了一个时代。
本田、日产都开发了相应的混动产品。不过,它们都属于油混(HEV),即无须插电,可以一直依靠燃油为一个高压小电瓶充放电。正如在综述中提到的,现在的中国市场,已经进入了强混(PHEV)时代。随着竞争不断上强度,EREV(增程混动)也逐渐冒头。
不同于电动的谨慎,对于强混,日系也是火力全开。2021年的时候,“御三家”的强混产品还寥寥无几,大家都是走油电路线。但眼下,“御三家”恨不得将A级以上车型都安排插混版本。与中国品牌全新研发插混不同(早期很多品牌“借鉴”了本田i-MMD),日系的插混技术上之所以快速通关,是通过继承了油电技术来实现的。日系不愿意将油电的绝对领先优势放弃。
从油混到电混
丰田和本田的技术路线,前者以行星轮的THS著称,后者以i-MMD行走江湖。而日产则独辟蹊径,走了e-Power路线。说清楚后者,需要花一点功夫。但是需要指出的是,无论是场景适应性,还是省油+性能这样的硬指标,三者各有千秋。
技术有继承性和固有思路,关键要看能否完成商业逻辑的闭环。
在上海车展之前,作为混动专用发动机+前桥双电机的发明者,丰田发布了第五代THS II双擎混动系统。该系统不光将使用了20多年的镍氢电池换成锂电池,还更换了包括电机在内的整个三电系统,实现了性能和轻量化的双重跃进。
丰田通过对机电耦合系统的改造,令THS II系统实现了兼容油混和电混(PHEV)。同时,也为以后桥电机为特征的电动四驱平台,铺平了道路。丰田凭借油混的技术基础,一步就跨越了油混电混的藩篱。显示出不错的技术扩展能力。丰田发誓加快转型节奏,也落到了实处。
此后,一汽丰田连续发布卡罗拉、凌尚,广汽发布锋兰达,都基于第五代THS II混动系统。
丰田在实现了油混到插混的过渡之后,不仅是轻量化、动力增强的改变,E-E架构也随之变了。丰田将之总结为“4T技术”。其实就是三电系统的轻量化和集成化、T-Pilot智能辅助驾驶系统、智能网联和智能座舱。
“4T”里面,核心仍是三电系统革新,也就是全系插混化(其它技术已经实现了全面部署)。一汽丰田5月份发布的卡罗拉智电双擎,就声称WLTC工况下,综合油耗低至4.06L/100km;双擎综合续航超过1000km。
同在4月、5月份,广汽丰田的锋兰达、吉利银河L7、日产奇骏、哈弗枭龙MAX、广汽本田全新雅阁e∶PHEV、广汽传祺首款插混车型E9,纷纷发布或上市,也都是混动产品。可见混动路线已经得到了市场认可。
“油电同价”是大势所趋,这个诉求不是消费者提出来的,而是厂家竞争出来的结果。日系产品快速加入混动大战,令燃油车转化过来的用户,有了更多选择。
路线殊途同归
本田的混动路线,一直与丰田泾渭分明。很多中国品牌的混动技术路线,都能找到本田i-MMD的影子。这里面有专利壁垒和性能偏向选择的问题,不展开。不过,消费者往往涉及到选THS产品还是i-MMD产品的两难问题。
两者都有纯电模式、混动模式和发动机直驱模式。
总体而言,在各种工作模式当中,i-MMD的齿轮副数量远小于THS。而齿轮副就是齿轮传递动力的接触方式。显然,齿轮副越多,能量损失越多。从这一点上看,i-MMD效率高于THS。不过,i-MMD绝大多数时候处于串联工况,所有给到车轮的动力,都由电机直接输出,这样i-MMD就必须要匹配一个大功率驱动电机。否则在高速工况下,加速性不如THS。
而丰田THS选择了两层行星齿轮的复杂设计。行星齿轮无极调速的原理,确保了发动机在任何工况下,能够始终工作在高效区间。但这样导致动力源的动力无法全部向车轮输出,因此被称为“功率分流派”。
相比而言,THS更依赖于高效发动机。而i-MMD则更依赖于大功率电机。结构上省下来的成本,被更多用到电机和控制器上去。这也让i-MMD的成本更高一些。因此我们看到,i-MMD总是优先部署在中级车(雅阁、奥德赛)。
和THS做了插混更新的动作类似,本田也将i-MMD系统更新为插混方式(第四代i-MMD)。雅阁、CR-V都有了插混版本。
近期上市的新一代雅阁(第十一代车型),就推出了e∶PHEV插电混动版。不出所料,第四代i-MMD同时更新了控制器和三电系统,加大了纯电续航(106公里),NEDC馈电油耗4升/百公里,综合续航超过1000公里。
从雅阁e∶PHEV开始,广汽本田构筑起HEV、PHEV、EV的电动化矩阵。PHEV居然是最晚落位的,但也是最快的。这表明,至少在丰田和本田的技术体系里面,油电和强混之间,并无太大技术障碍。以前不这么做,可能从市场需求的考虑,但代价是也放弃了再次引领市场的机会,没有领风气之先并拿到先发者红利。这也反映了一个现实,技术领先者,没有太多机会可以浪费。
独树一帜的日产
丰田与本田的混动,虽然路线不同,但还可以比较一番。日产的混动思路,则是完全不同的内容。事实上,日产的e-Power路线是市场上唯一的。
从构型上看,e-Power属于HEV。但是,其工作模式很像增程,其使用体验又很像纯电。让人非常佩服日产的脑洞。很难归类并不要紧,重要的是产品竞争力。
5月份,东风日产“超混电驱”版奇骏上市。e-Power技术不需要充电,自然也没有充电模块,从这一点上看,e-Power与插混有本质上的区别,似乎应该归类为HEV。
而e-Power一直不让发动机直接驱动车轮,而专职扮演高效发电的角色,车轮的所有动力都来自电动机,这就是不折不扣的增程(REEV)。增程在电池没有馈电的情况下,发动机将不工作,这时候又属于纯电工作状态。
但是,e-Power与增程不同之处在于,就是在需要大功率输出的时候,电池和增程器可以一起工作,相当于车辆获得两个动力源。而逆变器则相当于“三通阀”,既可以将增程器(其实就是发动机)输出的电能给电动机,也可以给电池充电,还可以将电池能量给电动机,而动能回收也通过逆变器来进行。
说到这,基本上就能理解,e-Power有别于混动的特点,是逆变器会根据电池的能量储存和车辆所在工况,综合调节功率。因此,对功率的复杂分流和分配,是e-Power工作的关键。而e-Power也没有档位之分,没有换挡顿挫;还因此实现了发动机和车轮动力的完全解耦,因此体验上很像纯电。
因为不需要充电,的确很难归类为强混。但是它和强混相同的是,发动机与车轮动力之间不直接关联。而奇骏的增程器拥有可变压缩比性能(8∶1~14∶1之间无级调节),这无疑改善了NVH,也确保了低油耗,实现动力与节能的兼顾。
值得一提的是,二代e-Power电池电量依然很小,但要求快速充放能力。电动车使用的储能型电池,高压充电可能有4C、6C,而e-Power要求充放电能力是30C,其实可以将其理解为“超级电容”。这样的功率级电池,体积很小,对车内空间丝毫不产生侵占,保持了燃油车水平的空间完整性。其双电机带来的四驱能力,也是可圈可点。
如此,e-Power就保持了电机响应速度、节能和性能的多重诉求的平衡。日产独特的技术路线和设计上的巧思,令其收获了一批死忠粉丝。
“御三家”的技术路线更具特色,也表明所谓纯粹的、符合教科书典范的混动,即便曾经存在,在现在也是完全没有生存空间。
如今的混动,都变成复合型动力特征,最终的体验标准都是一样的,即尽量让动力系统一直处于高效区间,并在此基础上兼顾特殊场景的性能表现。
2023年我们能看到市场如此之多的新产品,不但是平台级的更新,而且是技术路线的更新。至少日系厂商齐刷刷地这么做了,它们不谋而合的共同诱因,恐怕是对市场竞争走势的预判。也就是说,至少在两年前,日系就已经看到今天的竞争局面了。
“油电同价”是大势所趋,这个诉求不是消费者提出来的,而是厂家竞争出来的结果。混动之所以能与纯电同态竞争,不但未落下风,增长率还压后者一头,说明其体验和使用价值上,有自己的优势。日系产品快速加入混动大战,令燃油车转化过来的用户,有了更多选择。