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油耗低于丰田双擎 通用混动技术解析

作者:佚名  来源:爱卡汽车   更新:2017-1-13 13:45:43  点击:  切换到繁體中文

 

[爱卡汽车 科技频道 原创]


提到混合动力,大家首先想到的大概会是丰田。实际上,几大汽车巨头都在很早之前就开始了对混合动力的研发,不过那时候人们普遍不看好混合动力汽车的盈利前景,所以并没有把技术应用到量产车上。一路坚持下来的丰田顺理成章地成为了混合动力的霸主。


不过,近些年由于节能减排法规日益严格、人们的环保意识逐渐增长,混合动力已经成为了未来的一大发展趋势。在此背景之下,各个品牌纷纷推出了混合动力车型,通用旗下的别克君越30H全混动车型、雪佛兰迈锐宝XL全混动车型就是其中的佼佼者。




在今年,通用一口气在中国推出了3款极具竞争力的混合动力车型,它们分别是别克君越30H全混动车型、雪佛兰迈锐宝XL全混动车型、凯迪拉克CT630E插电混动车型。





在混合动力领域,通用可谓厚积薄发。根据美国环保局的数据,迈锐宝XL全混动车型的综合油耗比丰田凯美瑞双擎低了15%。(图中46MPG指消耗1加仑汽油能够行驶46英里,相当于5.1L/100km。)



美国环保局的数据显示,迈锐宝XL全混动车型的综合油耗比丰田凯美瑞双擎低了15%,通用是如何做到这一点的呢?


一、混动系统如何省油?


我们都知道,汽油发动机的油耗跟转速有着很大的关系,让发动机在较低的转速下平稳运行有利于降低油耗。但你或许不知道的是,油耗其实是由转速和负载共同决定的。




从发动机转速和扭矩共同决定的BSFC(燃油消耗率)图上,我们可以看到,发动机有一个高效的工作区间,混动系统要做的就是让发动机运行在这一区间内。



混动系统一方面调节发动机的转速,一方面也调节发动机的负载。当发动机负载较低时,系统会让发动机的一部分动力用于发电,从而提高其负载;当发动机负载较高时,驱动电机会参与驱动车轮,从而降低其负载。最终的效果是车辆无论在何种工况下,都能让发动机运行在高效区间内。


二、通用智能电驱系统


迈锐宝XL全混动、君越30H全混动这两款车型采用了相同的动力总成,通用智能电驱系统是它们的核心,也是通用在燃油经济性上超越丰田的关键。




通用智能电驱系统的拆解图。



下面我们就来看看通用的智能电驱系统究竟有何特点。


1、双电机带来更多的工作模式


目前市场上的混合动力系统种类繁多,有的采用单电机方案,有的采用双电机方案,哪一种更加省油呢?




单电机方案只能实现串联或者并联,双电机方案则可以实现混联,工作模式更多,能够适应更多的工况。



采用单电机方案,意味着发动机和电机之间要么是串联,要么是并联,只能二选一,混动系统的工作模式比较少。采用双电机方案,则发动机和电机之间是混联,既可以串联又可以并联。那么显然,双电机方案的混动系统工作模式更多,也就能够适应更多的工况。通用的智能电驱系统采用的正是双电机方案。


2、高效的电机


电机是混动系统的核心部件,混合动力车型对电机的要求是体积小、重量轻、效率高。




通用智能电驱系统当中的电机采用了条形绕组构造,线圈的横截面是矩形的,在能量密度、散热性能等方面都要优于传统电机。



通用智能电驱系统中的电机采用了条形绕组构造,具有更好的散热特性、能量密度以及扭矩承载能力,在提高电机效率的同时噪声大幅降低。在其内部应用了钕铁硼永磁材料,确保了电机高效运行,在高扭矩下仍然能够保持平顺的动力输出。


3、双排行星齿轮


如何让发动机和电机高效地协同工作,是混合动力车型最为关键的地方,也是最能体现厂家研发实力的地方。通用的智能电驱系统采用的是双排行星齿轮结构,与之配合的是2组离合器。




两台电机、两组离合器,以及双排行星齿轮构成了一台EVT电控智能无极变速箱。





双排行星齿轮是通用的专利,也是整套智能电驱系统的核心。



通过调整2组离合器断开、结合的状态,通用智能电驱系统可以实现低速、高速、固定速比这3种工作模式。




从BSFC图中可以看到,在低速、高速、固定速比这3种工作模式下,发动机都运行在非常高效的区间内。



4、高度集成与模块化


除了在燃油经济性上下功夫,通用智能电驱系统还拥有非常高的集成度以及模块化的结构,可以非常方便地替换传统变速箱。混动车型的生产线和零部件可以在很大程度上与传统车型共用,从而降低了成本。




通用智能电驱系统的体积和外形都与传统的自动变速箱相近。整套驱动单元及控制器的重量仅为125kg,可以和传统变速箱实现模块化替换,有很强的通用性。





TPIM电控模块在非常有限的体积内,集成了逆变模块、变速箱控制器、混合动力系统控制器,提高耐久性能和安全性能。



编辑点评: 凭借着新一代的智能电驱系统,通用成功在燃油经济性上超越了混动霸主丰田。不过通用的领先恐怕不会持续太久,因为丰田马上就要推出新一代的发动机和混动系统。随着越来越多的厂家进入混合动力市场,一定还会有更多更先进的技术涌现出来。



 

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