技术服务需求,e-POWER电能混动为王

技术服务需求,e-POWER电能混动为王
2023-02-10 19:04:22 钟叔驾道

2022年广州车展,丰田带来了它们的第五代THS混动技术,此时这套混动系统被厂商套用了一个更容易被理解的名词即——智能电混双擎。

这套进化后的第五代THS混动技术,带来了比前几代更强的电动化效率,实现“强电机”驱动,提升了混动系统下电驱动的属性。

而本田的i-MMD混动技术也是如此,一方面其在研发之初就明确了以电力驱动为主的核心路线,另一方面在发展到了第四代的当下,全新开发的PCU动力控制单元与IPU智能动力单元扩大了电池的使用范围,进一步强化了高效率的电驱动输出。所以,搭载了新一代i-MMD的车型也拥有了一个颇为贴切的名字—e:HEV强电智混。

不难发现,从两田的混动技术发展路线中,正透露着一个有意思的信息,未来的混动技术必然是以提高电驱属性占比为主。

回归混动本质

很显然,发展了26年之久的混合动力领域远没达到技术天花板,但却已经验证了大道至简的简单道理。

随着三电系统的不断成熟,我们能用的电池越精密,电机越强劲,内燃机在混动系统中的份量就会逐渐弱化,而当内燃机保持高效做工或减少做工时,混动系统的燃油经济性自然有所提升。

不过,值得注意的是,无论如何强调电驱占比,市面上的绝大多数混动系统在结构上仍是以发动机为主的“机械混动”阶段。

混合动力一般分为串联、并联、串并联(混联)几种结构,我们熟知的丰田THS、本田i-MMD、国产各厂家的DHT实际上都是混联式的代表,本质上它们都需要思考如何优化油电动力耦合的问题,因为它们的发动机都需要直接对车轮进行输出。

比如常见的1挡DHT(本田i-MMD)、2挡DHT(柠檬混动),(3挡DHT)雷神智擎Hi·X混动都有变速增扭机构,用于实现大范围并联、串联、直驱等不同模式,大幅提升了混动系统效率。

而丰田的THS动力分流,虽然可以由行星齿轮调整齿比控制功率输出,让油电耦合的适配程度更高,但由于发动机仍能直接对车轮进行输出,那么力在传导的过程中不可避免的有所损耗,且机械传动与电能传动切换时会有顿挫,驾驶体验不好。

更何况理论上来说结构越多越能适应更复杂的路况,但系统复杂度与调教难度甚至是成本也是更高的。现在所谓的混联式实际让电机与发动机共同参与驱动车辆的机会都很低,可靠性与平顺性无法同时兼顾。

技术服务需求

说到底,技术应该为需求服务,混动系统的诞生一方面是为了节能减排这个大方向做贡献,另一方面更是为了解决消费者经济性和舒适性等问题。所以,更符合真实需求的混动系统,它一定是结构简单,运行高效,成本控制优秀的系统,比如日产的e-POWER。

与其他系统不同的是,日产e-POWER在研发之初就已脱离了机械混动的层面,直接进阶至电能混动范畴。由于没有了油电耦合的特点,日产e-POWER混动系统仅由智能发电系统、功率型锂电池、高功率驱动电机、集成化一体式逆变器组成。

值得注意的是,e-POWER的内燃机和发电机组成的智能发电系统,专注高效发电,不驱动车辆行驶,系统效率大幅提升,带来了市区每百公里油耗仅需3.9L的油耗成绩。

同时,e-POWER采用100%纯电驱动,摆脱了传统HEV车型、PHEV车型发动机直驱与电机驱动的能量切换的震动问题。

也就是说,跟其他混动车型相比,e-POWER全靠电机驱动,在市区拥堵路况下,它不仅能够让车主享受到电机前段加速时的顺畅感,带来排队跟车时人车合一的畅快驾驶体验,还能够保证动力平顺,不会有发动机介入时的那种“突兀感”,而且其NVH水准明显高于其他混动车型,几乎感觉不到发动机舱对车内的干扰。整体平顺性表现更胜一筹。

总的来说,e-POWER所表现出来的强动力、优秀平顺性,以及继承了轩逸(配置|询价)本身大空间、高舒适性和优秀做工用料等特质,都足以让第一次接触e-POWER的消费者直呼真香。

不过,混动系统的加入让车辆在生产制造上考虑得无疑更多,比如整体结构大小是否会影响车内空间,比如选择哪款电池能做到体积更小功率最大。也就是说,e-POWER技术的成功推出,得益于日产多年的技术储备,其中专用发动机、功能型锂电池、电机技术缺一不可。

为了达到更高的燃烧效率,e-POWER的专用内燃机在传统技术和专用技术两个方面实现了进化:

首先,在传统技术方面,日产应用了低摩擦技术(比如不带皮带的电子水泵等)、余能回收技术,提高了燃烧比;

其次,在专用技术方面,e-POWER毫无保留地用到了日产独有的高滚流比燃烧技术、低温高比例废气再循环技术等,最大程度降低了泵气损失,提高燃烧效率。

此外,与其他插混、纯电、传统HEV车型不同的是,要想满足e-POWER 100%纯电驱动,它的电池具备了更高效的充放电效率,而不是单纯的存储电能。

相比于一般储能电池2-3C的充放电倍率,e-POWER采用的功率型电池可以达到30C,实现闪充闪放。一般情况下,提高电池的充放电倍率的手段主要是增加锂离子的迁移速度、提升电池散热效率、降低电池内阻等。

而要做到这些的同时,还要保证锂离子在正负极的有序嵌入。如果是无规律的嵌入,轻则影响电池循环寿命,重则带来安全问题。因此,e-POWER能够实现高充放电倍率的同时,还能保证安全、可靠和稳定,这就是其技术先进性的最佳证明。

同样作为驱动核心的电机技术层面,e-POWER也使用了高功率密度、高平顺性、高效的永磁同步电机,所以轩逸·电驱版 e-POWER开起来不仅动力强劲,加速也更平顺。

钟述

随着多家品牌优质混动车型的供给,混动市场正加速升温,渗透率逐步提升。虽然各车企不断切换或迭代混动技术,但回看需求端,消费者选择混动车型的考虑因素主要为售价、经济性和动力性等。

其实,目前国内消费者的用车场景多以城市道路中低速工况为主,那么很显然,以e-POWER为代表的电能混动在动力、成本、舒适空间、驾乘体验等方面都具备明显优势,而其独特的100%燃油发电+100%纯电驱动的形式,更加符合现今电驱化发展趋势。

据了解,这项技术早已在2016年率先于日本市场推出,并搭载在日本市场销售的日产Note和Serena两款车型上。其中,Note连续三年成为日本市场最畅销的紧凑车型,Serena则连续两年成为日本市场最畅销的小型MPV车型。

可以说,e-POWER已经获得了日本汽车市场的认可,而作为一项成熟且先进的技术,它在中国市场也将迎来更多可能。

至于这大片的新兴市场将要如何打开,日产已经规划好了清晰的蓝图,e-POWER正在成为“大象”,作为最有力的竞争者持续打开中国市场,迎接更多新机遇。

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