这是每一家能在中国市场攫取丰腴利润的新能源车企,都要经历的灵魂必修课。
具体心路历程,大概是这样一个走向:
初来乍到贵宝地,先想尽各种奇招邪数,在高高竖起的“油电对立”大旗最显眼的位置上,签下自己的名字。这旗帜插得到底正不正另说,先混个眼熟,总不亏。
然后,敲锣打鼓好一阵,声势是上去了,但拿出真金白银支持的,屈指可数。眼瞅着电池包一个比一个大,账上的钱却一天比一天少。想活命,只好忘却初心、违背祖训:向“为纯电车打造的专属架构”上,加一个烧“增程剂”(汽油)的“发电机”。
不过,增程剂虽好,可不能贪杯。
毕竟这是一条全行业公认的“过渡型路线”,也是全世界人民眼里,当之无愧的备胎。
一家真正成熟的车企,势必不会在过渡技术上,浪费太多时间。如此一来,他们手里剩且只剩下一个选项:make 油车 great again.
那,怎样才能让已经伟大了一百多年的油车,再次伟大起来呢?
升级发动机,收效甚微。内燃机几乎已经被各大车企研究透了,再怎么砸钱投人,也很难在热效率——这一发动机核心指标上,实现突破性进展。
加强底盘,意义不大。平铺在座椅下方的电池包,让电动车天生就比“头重脚轻”的燃油车,拥有更好的调校潜力,不费什么劲,就能做到“超跑”级体验。
唯一能下手的,就只有变速箱。
燃油车时代,车企在变速箱上,拼的是挡位数量,从 4 挡到 6 挡,再到 8 挡、9 挡,最终 10 挡出现,终结了手自一体变速箱的“挡位战争”。
一种固有认知在车企的高强度缠斗中,被灌输到了中国人脑海里:挡位越多,这台车的动力总成就越“先进”。
现在,这股来自燃油车时代的“前朝遗风”,吹到了新能源车。说得更具体些,插混车上。从比亚迪的 1 挡,到长城的 2 挡,吉利、奇瑞的 3 挡,再到东风刚发布的 4 挡。
那么问题来了,燃油车时代“4>3 >2 >1”的取胜逻辑,在电动车新世界,还行得通吗?
如果某一天,插混车发展到开始搭载拥有无数个挡位的无级变速箱,阁下又该如何应对呢?
米上雕花?
解答这些疑问,我们先来复习下插混系统的基础知识——电机位置布局。
以发动机为起始端,距离最近的是 P( P = Position)0 电机,它是 48V 轻混车型实现动力混合的关键部件,输出功率小,加装成本低,实际功效基本上可以忽略不计。
集成在发动机曲轴上、位于离合器之前的是 P1 电机,功率比 P0 电机大,既能为电池充电,也能为发动机提供小部分额外动力支持,但无法直接驱动车辆。
位置在发动机之后,变速箱之前的是 P2 电机,本体功率更大,可以通过离合器的连接和断开,直驱车辆。
位置在变速箱末端的,和发动机输出轴耦合的是 P3 电机。因为和发动机硬连接,所以在零件上相比 P2 电机省去一组离合器,动力传输更直给。
P2 和 P3 电机之间,还有整合在变速箱内的 P2.5 电机,这是一种集成度高,体积小,但结构复杂的装置。
位置在后桥上,专为后轮服务的是 P4 电机,因为距离发动机最远,动力传输损耗过大,工程师索性让它不与发动机发生任何机械连接,只通过地面耦合。
一台插混车上,可以在多个位置配载电机,根据动力构型不同,分为串联式、并联式和混联式三种。
最好理解:发动机工作带动 P1 电机发电,产生的电能输送到驱动电机,驱动汽车。发动机不直接参与车辆驱动,只负责发电。
这种构型的优点是发动机可始终被限定在热效率最高的区间工作,不受外界工况变化影响。缺点是:先用油发电,再用电驱汽车,总有种强烈的“脱裤子放屁”既视感;
是整合发动机和 P2 电机,它们既能合力输出,也能单打独斗。优点是系统总功率大,纯电模式省钱,合力模式性能强。缺点是一旦电能耗尽进入馈电模式,它就会变成一台拖着“废物”电池跑的纯油车,油耗感人;
是取串联式之长,补并联式之短,最终实现“低速串联,高速并联”的理想动力控制状态。缺点是整套系统的组件数量成倍增加,工作逻辑极其复杂,对软件控制策略要求非常高。
中国市场上大家耳熟能详的混动车型,大多采用混联式构型。比如有着国产混动技术爹之称的“本田 i-MMD ”,就是 P1 + P3 双电机架构,支持纯电、混动和发动机直驱三种模式。
在动力丝滑度、油耗表现和整车静音性上,本田 i-MMD 几乎无懈可击。整套系统唯二的缺憾是:
第一,进入并联模式的车速过高( 70 公里/时 ),低速时发动机只能在一旁干瞪眼;第二,高速状态下,需要发动机出力时,又受限于要将转速控制在最经济区域,导致车辆的再加速能力不足。
让 i-MMD 无法完美的“罪魁祸首”是,本田为它配备的单挡固定齿比变速箱,0.803 的传动比相当于传统 AMT 变速箱里的 6 挡。
试想下,一台车 6 挡起步,不能升也不能降,是种什么体验,老司机看了也得往后稍稍。
全无必要,乱增实体?
从用户全生命周期用车体验角度出发,像本田 i-MMD 和比亚迪 DM-i 这样结构扼要、踏实可靠、久经考验的单挡插混,足以应对绝大多数出行场景,除非你是“高速超车”的死忠粉。
但,总有一些车企,想整出一套“完美无瑕”的插混系统,让并联模式更早介入,让再加速能力更强悍,让用户体验再上一层楼。
这时,多挡位 DHT ( Dedicated Hybrid Transmission 混动专用变速箱)应运而生。
相比单挡混动系统,多挡位 DHT 混动系统的优势是可以让车辆以更低的车速进入并联模式,既让车辆在较低车速工况下的急加速,不会出现“干踩不走”的尴尬状况,也能保证发动机一直处于高效经济工作区间。
同时,当车辆处于中高车速满负荷工况下,有二次加速需求时,系统可以切换至高挡位(2 挡),以发动机直驱车辆的方式,响应用户动力诉求。
长城柠檬混动 DHT 就是两挡混动系统的代表,车辆进入并联模式的最低车速大约是 40 公里 / 时,远低于本田 i-MMD 的70 公里 / 时。
既然有挡位切换,那势必会面临不可避免的冲击、顿挫和噪音,长城的做法是加入由同步环、拨叉、固定齿轮组组成的同步器来控制挡位切换。在接到系统换挡需求时,电机暂时接管整套动力,同步器调节完成后,发动机再登场出力。
另一种挡位调节方式,是采用行星齿轮组、离合器、制动器组成的行星齿轮机构进行换挡,吉利的 3 挡雷神混动 8848 采用的就是这种方式。相比 2 挡,吉利让车辆进入并联模式的车速低到 20 公里 / 时,出了地库、小区就能达到车速阈值。多出来的 1 挡做了大速比,深踩油门时 P1 电机辅助驱动,实现弹射起步。
按照笔者的理解,三个挡位已经是混动系统的终极展现形式了,1 挡负责起步加速,2 挡负责中低速,3 挡负责中高速,再加个发动机直连,无死角覆盖。
可谁能想到,中国品牌又搞出了个 4 挡混动。
这是一套来自东风汽车的 P1 + P3 混动系统。从工作模式上看,城区低速行驶时,采用纯电或串联模式,动力经过P1、P3电机串联给到后轮,或由电池直接供电给 P3 电机,再传递给车轮。与绝大多数中国品牌的混动逻辑相同。
中高速行驶时,发动机直驱,配合 P3 电机,以并联模式驱动车辆,与吉利 3 挡混动思路类似。在高速 120 公里的限速内,4 挡发挥不了太大作用,它的存在是为应对超过限速的车速。
这种“只卷挡位数量,不卷用户体验”的做法多少让人费解。
从构型角度看,东风汽车的混动比常见的混联构型,多出了一个“功率分流”系统,等于一套系统,两套班子,抛开对电控逻辑的考验,4 个挡位需要 4 套同步器、2 对齿轮,零件数量肉眼可见的增加。
从维修角度看,由于是两套系统叠加集成,内部任何一个同步器、行星排,甚至是齿轮的故障,都要拆卸整个壳体,才能维修。
从耐久角度看,4 挡位随着驾驶工况变化,不停切换,对每个零件的耐用性要求都很高。一旦某个零件质量不够稳定出现问题,就会陷入维修难的困境。
从用户接受度上看,目前中国市场卖的最好的比亚迪,是单挡;其它多挡混动加起来,还不如 0 挡的增程卖得多。更别提刚上市的 4 挡混动,用户认知根本都还没建立。
最关键的是,普通用户几乎无法感受到,挡位数量多寡间的体验差别。对买混动车型的用户来说,他们关心省油、安静、平顺,只要能做到这三点,谁还在意这车到底有几个挡。
写在最后
从比亚迪的单挡,到长城的 2 挡,吉利的 3 挡,再到最新发布的东风 4 挡,中国品牌在插混技术上不断突破自我的精神,值得称赞。
只是,新技术的出发点,应该是用合理的价格,为用户带来可感知的体验提升。一味地在某个单一维度钻牛角尖,盲目堆砌技术,最终将成本和风险转嫁到用户身上。
毕竟花十几万买车的人,图的可就是一个省心。而多挡位变速箱多出的这么多零件,显然修起来不会很便宜。