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混動百科 | 如何評判一套混動系統(tǒng)?兩個角度,多個維度看懂
來自:電動邦
作者:王元祺
2021-12-14 09:36:11
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從技術(shù)的角度去看,我們會從不同的維度去評判,比如是否擁有『高效率發(fā)動機(jī)技術(shù)』、『高效率電驅(qū)動技術(shù)』、『動力源之間耦合的完備性』、『動力流的動態(tài)控制優(yōu)化算法與技術(shù)』、『各工況區(qū)間下的匹配度』等。可能看似比較復(fù)雜,所以我們舉兩個簡單的例子。

各工況區(qū)間下的匹配度

這里所說的『匹配度』是指在各種工況下,『輪端功率需求』與『動力源輸出功率』之間的匹配度。換句話來說就是考察「發(fā)動機(jī)」、「發(fā)電機(jī)」和「電機(jī)」的「輸出功率」與輪端的功率需求是否能匹配。當(dāng)匹配度不夠時,就會有一些問題需要我們想辦法去解決,比如說:

單排行星齒輪組的功率限制

1. 急加速時,輪端的功率需求過大,動力總成的功率較弱,就會導(dǎo)致輪端響應(yīng)延遲;

2. 在某些低電量情況下,輪端的功率需求較大,而「發(fā)動機(jī)」的「功率」較弱,就會導(dǎo)致對輪端的高功率需求無法響應(yīng);

3. 在某些低電量情況下,輪端的功率需求較大,而「發(fā)電機(jī)」的「功率」較弱,就會導(dǎo)致對輪端的高功率需求無法響應(yīng);

4. 在饋電時,「電機(jī)」主要用于發(fā)電,而非驅(qū)動,驅(qū)動源依靠「發(fā)動機(jī)」,導(dǎo)致「發(fā)動機(jī)」進(jìn)入低效區(qū)。

Honda CR-V Hybrid(2019)

其實(shí)在我們之前的文章中也有提到過這些問題,比如「P2電機(jī)架構(gòu)」的饋電問題。而像「本田i-MMD混動系統(tǒng)」這樣的「混聯(lián)式」(定軸/平行軸式)就有著一些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。比如,在平坦道路上巡航時,「發(fā)動機(jī)」的「轉(zhuǎn)速」和「扭矩」之間的關(guān)系下圖中(右下角)的黑線所示,顯然并非最優(yōu)解,特別是『發(fā)動機(jī)直驅(qū)模式』時,「發(fā)動機(jī)」的運(yùn)行狀態(tài)與最小「BSFC曲線」向較低扭矩區(qū)域分開。

本田i-MMD混動系統(tǒng)提升完備性的作法之一

所以,此時便可通過對「電池」進(jìn)行充放電來進(jìn)行「發(fā)動機(jī)」負(fù)荷調(diào)整,以將「發(fā)動機(jī)」工作點(diǎn)固定在高效區(qū)。上圖我主要標(biāo)注了『assist工況』邏輯,也就是輪端的功率需求逼得「發(fā)動機(jī)」要離開高效區(qū)時,「電池」放電,帶動「電機(jī)」驅(qū)動,以此來彌補(bǔ)「發(fā)動機(jī)」的「功率」,以此保持「發(fā)動機(jī)」持續(xù)處于高效率區(qū)間。此外,我們也需要考慮系統(tǒng)中『動力源之間耦合的完備性』。

動力源之間耦合的完備性

這種『完備性』指的是當(dāng)各動力源進(jìn)行各種耦合時,是否能使「發(fā)動機(jī)」的高效區(qū)特性和「電機(jī)」的高效區(qū)特性進(jìn)行互補(bǔ)與融合,從而避免「發(fā)動機(jī)」或「電機(jī)」的工作點(diǎn)落入低效區(qū)。當(dāng)完備性不夠時,又會有一些問題需要我們想辦法去解決,比如說:

無法使發(fā)動機(jī)與電機(jī)完全解耦的結(jié)構(gòu)

1. 無法避免「發(fā)動機(jī)」落入低效區(qū)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):電驅(qū)動系統(tǒng)只能在發(fā)電和驅(qū)動兩個功能之間單向切換,無法同時實(shí)現(xiàn)『發(fā)電+驅(qū)動』的功能復(fù)用;

2. 無法避免「電機(jī)」落入低效區(qū)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):比如說「純串聯(lián)式」的『增程式混動系統(tǒng)』;

3. 「發(fā)動機(jī)」與「電機(jī)」無法完全解耦,降低系統(tǒng)能量利用率的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):比如說「單排行星齒輪組」結(jié)構(gòu)。這也將是我們接下來的章節(jié)需要討論的內(nèi)容,這里就不展開了。

消費(fèi)者的角度

而從消費(fèi)者的角度去看,判定一套混動系統(tǒng)的維度,更多地是從『(燃油)經(jīng)濟(jì)性』、『動力性』、『平順性』、『NVH』、『保電能力』以及『饋電狀態(tài)下的經(jīng)濟(jì)性』和『饋電狀態(tài)下的NVH』等維度考慮。這些維度的具體比較,我們會放在單個品牌的混動介紹后,做一個綜合性的評價,目前還在進(jìn)行詳細(xì)的資料收集和對比,以上圖為鑒。

按混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的分類

而當(dāng)我們回看三類『混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式』時,就會發(fā)現(xiàn)目前的混動汽車多以「混聯(lián)式」為主。正如上一節(jié)提到的那樣,國產(chǎn)的「DHT」正在慢慢崛起,追溯崛起的背后,我們也會發(fā)現(xiàn),包括比亞迪、上汽、廣汽和吉利等主機(jī)廠已經(jīng)在混動系統(tǒng)方面布局了很十多年?;靹悠嚢倏频囊恍┗A(chǔ)知識至此便告一段落,接下來我們將更集中目光,看一看各個主機(jī)廠的混動技術(shù)都有哪些特點(diǎn),記得關(guān)注我們哦~~


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