圖片來源 @視覺中國
文|汽車像素,作者|章洺輝,編輯|冒詩陽
比亞迪 DM-i、理想增程領先的銷量,驗證了混動市場潛力,作爲競食者,自主品牌新一代混動技術均到了産品規模化落地的階段。最近半年來,長城 Hi4、吉利雷神、廣汽矩浪……新的混動車型集中推出,各家都聲稱做到了不同定語下的 " 最優 "。
爲此,汽車像素分别溝通了三位來自東風技術中心、吉利研究院、長安動力研究院的工程師,試圖解析幾套領先混動技術方案的優劣。
在節油性、動力、成本控制三個互相制衡的維度上,不同品牌根據自身産品定位均有取舍,實現了很多,放棄的更多。
如今,混動仍被框定爲純電與燃油間的過渡方案,雖然各家車企仍在投入研發,但未來熱效率 50% 的混動技術,或走不出實驗室。
後起之秀都說 " 最優 "
5 月 15 日晚,長城哈弗枭龍 MAX、枭龍上市,定價直指比亞迪宋。新車定位體現出長城在新能源市場上的野心,乘聯會最新數據顯示,4 月長城全部新能源車銷量僅爲約 1.37 萬輛,同期,宋 PLUS DM-i 銷量約 2.06 萬輛。
枭龍是哈弗品牌下搭載 Hi4 混動技術的首款産品,今年 3 月,長城發布了 Hi4 方案,稱可做到 " 全工況最優 ",今年長城計劃推出十餘款新車,Hi4 成爲長城混動産品的标配。
但聲稱 " 最優的 ",不止長城一家。此前廣汽研究院動力總成的一位負責人曾向汽車像素表示,其矩浪混動不是理論上最優的,但卻是 " 工程邊界内最優的方案 "。
此外,吉利雷神的動力系統發布時,也曾認爲自己做到了系統效率最優、工程最優。在這套混動方案下,吉利規劃了 20 餘款産品。
究竟誰掌握了最佳的混動技術方案?
" 我們認爲衡量一套混動系統的标準有三個,節油性、動力性和成本。" 某自主品牌車企的動力總成工程師楊磊告訴汽車像素,三項指标互相制衡,相同的成本下,節油性和動力性往往不可兼得。
而所謂 " 成本 ",通常有兩層含義,一是制造成本,二是系統成本,即一套混動技術方案,是否能上下兼容到不同級别、不同定位的車型,同時方案内所需要的發動機、DHT 和電池的品類做到最精簡,但所能提供的動力系統解決方案又要盡可能多。
事實上,除了賽力斯、理想、長安深藍等少數增程式産品外,自主品牌車企比亞迪、廣汽、長城、吉利等所采用的混動架構均爲 " 串并聯 ",架構原理均無太多不同。而不同品牌新一代的串并聯架構混動方案,熱效率均在 42% 到 44% 之間,同樣并無太大差别。
某國企的動力總成工程師趙嵩告訴汽車像素,混動技術的原理說起來很簡單,通常低車速下内燃機效率較低,因此混動系統會優先用電機來驅動;而中高車速時,内燃機的效率通常更高,可優先安排燃油驅動以增強效率。
圖源某企業技術研究院
原理雖然簡單,但實現起來并不容易,混動系統需合理而順滑的完成諸如内燃機起燃、變速箱換擋、電機啓動、内燃機斷油等諸多操作,
此外,讓問題變得更複雜的一點在于,電驅和燃油的效率并不完全按照上述規律分布。
" 在很多(中高車速)點位上,内燃機的效率可能又會低下來,需要找準這些點位優化方案。" 趙嵩向汽車像素表示," 這麽多混動方案,其實核心區别是用什麽樣的方式去實現不同工況的解耦。"
研發人員除了要在不同車速下找到一套電機、内燃機最合理的配合方案外,還要需要考慮饋電模式下的駕駛。
" 饋電的時候,加速性能可能會減弱,不僅駕駛感受會差,還可能導緻安全問題。" 楊磊認爲,一旦駕駛員适應了電驅系統參與下較高的加速性能,可能導緻對饋電狀态時性能的誤判,高速路超車時尤爲影響安全。
諸多問題下,相比于僅搭載一套動力系統的燃油車、電動車,同時搭配電機和内燃機的混動産品,所面臨的工況複雜程度會呈幾何倍數的增加。
爲适應不同工況,不同品牌的混動方案之間,最大的差别集中在離合器的檔位數上,即用幾個檔位,來适應不同工況," 比亞迪用的一檔,長城、廣汽用的兩檔,吉利用的三檔。"
籠統來看,檔位越多,實現相同動力輸出的節油性便越好、對不同工況的适應性更好,但與此相應的,工程難度、成本也會相應增加。
以吉利雷神的 DHT pro 爲例,由于比長城、廣汽多一個檔位,這套系統可搭載的工況模式爲 20 種,相比之下長城 Hi4 僅有 9 種。
" 檔位越多,整個系統的結構複雜程度越高,工程技術的難度增加,對整體質量可靠性的考驗也會變大。" 在趙嵩看來,多檔位的設置,齒輪、軸齒數量會幾何增加,導緻大幅增加成本。
這也是爲何,搭配吉利雷神混動系統的産品普遍價格高于比亞迪 DM-i 的同級競品。
爲解決高成本的問題,吉利不得不在品牌上做文章,今年 2 月底,吉利發布新品牌 " 吉利銀河 ",試圖打造一個品牌定位高于吉利母品牌,以及比亞迪、長城等競品的新品牌。然而,新設品牌意味着不确定性更大。
混動沒有最優解
" 無論哪個混動方案,都要通過各種控制策略,增加多模式的控制方案,來整個提升系統的綜合效率。" 某國資自主品牌的動力總成工程師劉斌向汽車像素表示,在此基礎上,檔位的數量,很大程度上決定了可實現 " 控制方案 " 的數量,從而影響系統效率。
在節油性、動力性和成本的三難選擇上,吉利犧牲了成本,而針對自身産品定位的不同,不同車企、品牌之間的取舍選擇不同。
" 長城 Hi4 之前,串并聯的電機方案基本上可以說被 P1+P3 統一了,少數還有 P1+P2 的方案。" 楊磊向汽車像素 ( ID:autopix ) 介紹說。
業界按照混動系統兩台發動機在底盤上放置位置的不同,分爲 P0、P1、P2、P2.5、P3 和 P4 六種電機方案。
六種發動機方案;圖源網絡
目前主流車企中,比亞迪、上汽、廣汽、長安、東風等,以及長城此前發布的檸檬 DHT 的電機布局均爲 "P1+P3" 模式,即内燃機位于發動機的曲軸上、電機變速器的輸出端;隻有吉利采用 "P1+P2" 模式,内燃機仍然位于發動機曲軸上,電機放在離合器後。
今年 3 月更新混動方案的長城,帶來了第三種方案,内燃機被放到了離合器後,電機的改動更大,放在了後軸上,即 "P2+P4"。
此種搭配方式,是 Hi4 所承擔的使命決定的。
Hi4 之前,混動産品要在不增加電機數量的條件下實現四驅,通常的解決方案是加入一條傳動軸和一個動力分配器,從而将前輪的動力分配到後輪上。長城通過将電機移動至後軸,Hi4 可以在不過度增加成本的基礎上,實現四驅性能,這也是長城爲何強調新方案 " 兩驅價格、四驅性能 " 的原因。
然而,這樣做也有其缺點。
" 怎麽去調整控制方案,變得更複雜了。" 劉斌告訴汽車像素,電機放在後軸,導緻優先使用電驅時,車輛更像是 " 後驅車 ",優先使用燃油時,又可能變成 " 前驅車 ",這增加了内燃機、電機在不同速度下的配合難度。此外,一旦車輛進入饋電狀态,保持性能的穩定變得更難。
相比于長城此前推出的檸檬 DHT,Hi4 選擇搭配低功率的電機,從而帶來一定成本優勢。
在劉斌看來,Hi4 主要或是爲了适配長城旗下的中低端産品," 長城的産品以 SUV 爲主,對四驅的需求比較多,不那麽追求穩定性,同時需要控制成本,這才有了 Hi4。"
事實上,今年以來長城已上市了兩款産品。搭載 Hi4 的哈弗枭龍對标比亞迪宋,兩款車主要競逐 20 萬元以下的 SUV 市場;而搭載檸檬 DHT 的魏牌藍山主要競品爲理想 L8,産品定價在 27 萬至 30 萬元。
如長城主攻 SUV 的選擇一樣,不同品牌均針對自己的産品、品牌定位,選擇不同的混動方案搭配方式。
銷量大拿、技術 " 備胎 "
如今,在混動市場上領先的汽車品牌,均在短期内快速成長爲新能源行業中的赢家。
今年 4 月,理想汽車交付量突破 2.5 萬輛,穩坐新勢力冠軍。傳統車企陣營中,DM-i 占據龍頭比亞迪銷量的一半以上。
" 混動和純電,會是長期共存的局面。" 楊磊向汽車像素表示,混動有能力在短期内對龐大的燃油車實現替代,這是純電産品所做不到的。
正因如此,相較于純電布局,混動反而成爲各大車企在今年争奪更爲激烈的市場。
然而,混動技術的 " 長期 " 會有多長很難說。純電産品的日益成熟,讓多數車企難以下決心對作爲 " 備胎 " 的混動投入太大資源。
趙嵩告訴汽車像素,按照混動技術自身的成長軌迹,下一代混動技術可以進一步提升至 45% 到 50%,優化的方向是均質壓燃、缸内噴水、稀薄燃燒等技術的應用。然而,行業預估混動實現 50% 熱效率的時間節點,很可能在 2024 至 2030 年,與純電動成熟的時間重合。
" 現在很難判斷下一代混動技術還會不會走出實驗室,因爲跟純電的成熟時間是沖突的。" 趙嵩稱。
這一背景下,各大車企很少選擇全力紮進混動技術的研發中,偏愛 " 冒險 " 的長城是國内少數有兩套在用混動技術方案的車企之一。方案的增多,能夠更細緻的覆蓋不同定位的産品,有助于當下的競争,但也意味着開發成本被推高、風險擴大。
2022 年,長城汽車研發投入近 122 億元,比同年理想、小鵬研發投入的總和還高。
" 說實在的,在電動車成爲趨勢的時代,混動産品賣的時間再長,也是過渡方案。" 趙嵩向汽車像素表示,燃油車時代的動力系統開發,車企可以投入全部資源到發動機和變速箱的開發上,但電氣化時代,混動隻能分享一部分研發資源,這是多數車企不願意開發多套方案的原因。
即便在混動這一過渡方案中,也有諸多并存的技術路徑,哪一種會成爲主流,目前還不清晰。
" 很多車企想要兼容,希望用一套系統,滿足在不同方案之間的切換。" 劉斌告訴汽車像素,目前東風、長安、廣汽等車企,均在增程和 DHT 之間做平衡,行業中敢于像長城這樣大手筆投入在單一混動技術路徑上的企業不多,這可能意味着更高的風險," 一旦技術趨勢變了,前期投入就收不回來了。"
長城的檸檬 DHT 和 Hi4、比亞迪的 DM-i、吉利的雷神,各家技術側重點不同,很難說誰比誰領先。但能在多大程度上規模化,決定了量産成本,從而決定了品牌的話語權和競争力。
與其繼續投入不确定性很高的混動技術研發,更多車企将資源傾斜在産品開發和營銷上,将自家技術 " 描述 " 爲最領先的,以搶占燃油車替代風口,似乎是更好的選擇。
(文中楊磊、趙嵩、劉斌爲化名)
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