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混動百科 | 5000字解析「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」,最后我似乎悟了!
來自:電動邦
作者:王元祺
2022-03-17 10:43:54
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2022年3月10日首款搭載「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」的車型「長安UNI-K iDD」正式上市,該車型定位于中型SUV,售價為17.69萬至19.29萬元。今天我們來淺談一下「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」。

四大特點:一個明確的定位

首款搭載長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)的車型,長安UNI-K iDD

上市發(fā)布會上長安汽車再次重申了「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」的定位——『全域高效的電氣平臺』,其具備『全溫域』、『全速域』、『全場域』和『全時域』四大特點。

全溫域

發(fā)布會現(xiàn)場長安UNI-K iDD完成了體現(xiàn)全溫域的測試

為了體現(xiàn)「長安UNI-K iDD」的『全溫域』特性,在發(fā)布會現(xiàn)場,「長安UNI-K iDD」成功地完成了極寒和極熱的挑戰(zhàn),官方表示長安汽車給該車的「電池」上了『雙保險』,即是在極寒條件下,可以通過「PTC」進行電加熱與「發(fā)動機」水溫?zé)崮軅鲗?dǎo),來確保「電池」溫度始終處于正常工作區(qū)間,在電量條件滿足的情況下,還能夠手動開啟『電池預(yù)加熱功能』;而在極熱條件下,「電池」則通過「水冷循環(huán)」和「風(fēng)扇」加速散熱,讓「電池」始終處在大放電功率的工作區(qū)間,從而確保車輛可以在零下35℃至55℃環(huán)境溫度區(qū)間,始終擁有穩(wěn)定的性能;

全場域

長安UNI-K iDD

而為了打造全場景的用車體驗,「長安UNI-K iDD」搭載30.74kWh大容量PHEV「電池」, NEDC工況下純電續(xù)航里程為130km,滿足上下班通勤的需求。此外,油電綜合續(xù)航里程達到1100km,滿足長距離經(jīng)濟出行需求;

全速域

長安UNI-K iDD搭載的藍鯨NE1.5T混動專用發(fā)動機官方介紹圖

官方稱該車搭載了采用「米勒循環(huán)」技術(shù)的「藍鯨NE1.5T混動專用發(fā)動機」,其一大特點就是優(yōu)化了「發(fā)動機」前端「輪系」,減輕了整體的重量,這與比亞迪的「驍云發(fā)動機」相同。

長安UNI-K iDD上搭載的藍鯨NE1.5T混動專用發(fā)動機媒體實拍圖

而「長安UNI-K iDD」搭載的「發(fā)動機」代號為『JL463ZQ6』,實際最大功率為122kW,最大扭矩為255 N·m,使得該車的最高車速可達200km/h。配合之后我們要詳解的「藍鯨電驅(qū)變速器」,在確保低油耗的情況下,同時滿足在城市起步、高速超車等動力需求較大情況下,也能保持充沛的動力;

全時域

長安UNI-K iDD支持全動力OTA升級

「長安UNI-K iDD」的系統(tǒng)可實現(xiàn)24小時全天候「電池」安全監(jiān)控,實現(xiàn)智能、遠程全動力OTA升級。

四大組件:一套以混動為核心的產(chǎn)品邏輯

看完了新車「長安UNI-K iDD」,接下來我們結(jié)合2021年6月的重慶車展上,長安汽車對「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」技術(shù)講解,一起來看看這套系統(tǒng)是如何做到以上提到的四大特點。

長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)在藍鯨動力中的戰(zhàn)略意義

首先,我們可以從長安汽車對「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」的戰(zhàn)略重視程度中看出,其在整套「藍鯨動力平臺」中穩(wěn)占『C位』,無論是「藍鯨發(fā)動機平臺」還是「藍鯨變速器平臺」都是圍繞著「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」進行研發(fā)。故此,「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」主要由「藍鯨NE發(fā)動機」、「藍鯨混動變速器」、「PHEV電池」和「智慧控制系統(tǒng)」四大組件構(gòu)成。

藍鯨NE發(fā)動機:實現(xiàn)45%的熱效率

藍鯨NE發(fā)動機官方示意圖

目前「藍鯨NE發(fā)動機」采用了「AGILE敏捷高效燃燒系統(tǒng)」(高壓直噴技術(shù))、「智能熱管理系統(tǒng)」、「米勒循環(huán)」、「智能潤滑系統(tǒng)」等一系列技術(shù)。但這些技術(shù)顯然無法將熱效率拉升到「混動專用發(fā)動機」的一梯隊,所以,長安汽車官方宣傳稱,在未來的5年內(nèi)會將「可變氣門升程」、「可變截面電子渦輪增壓」等一系列技術(shù)加入到新款的「藍鯨NE發(fā)動機」中,實現(xiàn)45%熱效率。

藍鯨電驅(qū)變速器:最高傳遞效率達到97%

藍鯨電驅(qū)變速器的關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)長安汽車的介紹「藍鯨電驅(qū)變速器」將擁有4項核心技術(shù):「高壓液壓系統(tǒng)」、「電子雙泵技術(shù)」、「S-winding繞組技術(shù)」和「三離合器集成技術(shù)」。整套變速器可實現(xiàn)電驅(qū)動綜合效率90%、「電機控制器」最高效率超過98.5%、「電機」功率密度達到10kW/kg、「液壓系統(tǒng)」壓力60bar。官方數(shù)據(jù)顯示,整套「藍鯨iDD混動系統(tǒng)」最高傳遞效率達到97%,系統(tǒng)綜合扭矩最大可達590N·m,實現(xiàn)0-100km/h加速6s,極速200km/h。

藍鯨電驅(qū)變速器官方示意圖

由于官方?jīng)]有透露過多「藍鯨電驅(qū)變速器」結(jié)構(gòu)的信息資料,不過,通過其『四項核心技術(shù)』中的「三離合器集成技術(shù)」以及「長安UNI-K iDD」試駕活動中的結(jié)構(gòu)講解,初步判斷「藍鯨電驅(qū)變速器」為「同軸串聯(lián)式」的「P2電機架構(gòu)」

同軸串聯(lián)式P2電機架構(gòu)示意圖(僅供參考)

1. 「P2電機」與「發(fā)動機」同在「輸入軸」上,通過「離合器C1」進行「發(fā)動機」與「藍鯨電驅(qū)變速器」的耦合/解耦控制;

2. 「藍鯨電驅(qū)變速器」由「P2電機」和6速濕式「雙離合變速器」組成;

3. 整套系統(tǒng)一共擁有3組「離合器」,即是控制「發(fā)動機」介入的一套「離合器」,以及「雙離合變速器」中的兩套。

我將其工作模式歸納為5種:純電模式、混動模式、發(fā)動機直驅(qū)模式、動能回收模式和充電模式。

純電模式:「發(fā)動機」不參與工作,「電池」帶動「P2電機」,純電驅(qū)動,適用于城市路況;

混動模式:遇到急加速時,「發(fā)動機」輸出拉滿,「P2電機」作為「動力增強器」提供更多的功率,經(jīng)「雙離合變速器」調(diào)整,將動力最終輸出至「車輪」,整套系統(tǒng)串聯(lián)驅(qū)動。

發(fā)動機直驅(qū)模式:控制「發(fā)動機」介入的「離合器C1」耦合,此時可以將整車看做一輛傳統(tǒng)的燃油汽車。

image014.gif    充電模式:「藍鯨電驅(qū)變速器」有兩條用于充電的邏輯——驅(qū)動充電和怠速充電。

1. 驅(qū)動充電:由于「P2電機」直接套在「雙離合變速器」的「輸入軸」,故此,當(dāng)「發(fā)動機」在驅(qū)動時,帶動「P2電機」,從而為「電池」補能;

2. 怠速充電:車輛停止時,「發(fā)動機」繼續(xù)運轉(zhuǎn),帶動「P2電機」,從而為「電池」充電。

image017.gif

動能回收模式:而動能回收時,同樣分為兩種——輪端回收和系統(tǒng)回收。

1. 輪端回收:即是直接將制動時,輪端的動能通過「P2電機」進行回收;

2. 系統(tǒng)回收:同時也可以將「發(fā)動機」怠速運轉(zhuǎn)時多余的進行能量回收,不過,這一點僅是通過官方資料的解讀,對這種回收模式,我仍然存在一定的疑問。以后我會詳解我的疑問在哪里。

image020.gif

長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)工作原理(動圖,僅供參考)

說實話,「長安UNI-K iDD」上的這套「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」讓我有些吃驚,為什么這么說?下一節(jié)我們展開聊,先聊另兩個組件。

PHEV電池:大容量,高安全

長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)示意圖

通過官方給到的「電池」介紹,我將其歸納為3個特點:

1. 大容量:「長安UNI-K iDD」搭載容量為30.7kWh的「電池」,理論純電最高續(xù)航里程130km,屬于目前主流配置;

2. 高安全:符合「IP68」防塵防水規(guī)格,并配備了全天候不間斷「電池?zé)崾Э乇O(jiān)控系統(tǒng)」,比如在無人駐車的情況下,系統(tǒng)仍會持續(xù)保持監(jiān)控「電池」的情況,若發(fā)生「電池」的「熱失控」,系統(tǒng)會向用戶發(fā)消息。而在行車是發(fā)生「熱失控」時,能保證30分鐘內(nèi)不會出現(xiàn)明火,高于國標『5分鐘不能出現(xiàn)明火』的要求;

3. 交直流雙快充:全系車型標配6.6kW的「交流快充」,而常規(guī)的「直流快充」可在30分鐘內(nèi)將電量從30%充至80%,同時具備對外放電功能,功率為3.3kW。

長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)的PHEV電池示意圖

大容量「電池」算是目前國內(nèi)PHEV車型的標配,「藍鯨iDD混動系統(tǒng)」的「電池」也沒有拉下。此外,長安汽車在「電池」的安全方面也下了一番功夫。而標配的「交流快充」比較良心,只是「直流快充」的效率似乎還有待提升。

智慧控制系統(tǒng):智能的動力控制系統(tǒng)

智慧控制系統(tǒng)兩大目標

最后一部分則是「藍鯨iDD混動系統(tǒng)」的「智慧控制系統(tǒng)」,官方宣稱該系統(tǒng)可保證「發(fā)動機」、「電驅(qū)變速器」、「電池」協(xié)同工作在最優(yōu)區(qū)域內(nèi),饋電狀態(tài)節(jié)油效果超過40%,同時還可實現(xiàn)動力屬性的自定義,讓用戶通過調(diào)整動力參數(shù)智能組合駕駛風(fēng)格。

長安UNI-K iDD搭載長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)的參數(shù)(僅供參考)

關(guān)于「長安UNI-K iDD」的更多內(nèi)容,還有待我們拿到現(xiàn)車后才能給出給更多的技術(shù)和體驗解讀,請關(guān)注我的專欄哦~~

多種可能性:P2電機架構(gòu)的潛能

好了,來回收此前留下的問題,之所以「長安UNI-K iDD」上的這套「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」讓我有些吃驚,有兩個原因:

1. 這套來自傳統(tǒng)OME提供的解決方案,雖然成熟,但不先進;

2. 目前自主平臺的主流混動系統(tǒng)解決方案是雙電機「DHT」方案,「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」卻是逆流而上,選擇了單電機的方案,實屬另類。

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兩大模式,四種工況進行發(fā)電

我們先來說說目前「長安UNI-K iDD」搭載的這套「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」有些什么特點。不知道大家是否會好奇「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」為什么有4種工況在利用「P2電機」進行發(fā)電?

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奧迪P2電機架構(gòu)原理(動圖)

其實與「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」此前專欄中提到奧迪的「P2電機架構(gòu)」架構(gòu)十分相似,但這種只有一個「電機」的串聯(lián)結(jié)構(gòu),「P2電機」既要負責(zé)驅(qū)動,同時還要兼顧發(fā)電,其「保電能力」就成為整套系統(tǒng)最大的難點。故此,「藍鯨電驅(qū)系統(tǒng)」才會安排「P2電機」在驅(qū)動時充電,在怠速時充電。而在動能回收時,通過輪端和整套動力系統(tǒng)最大可能地將動能進行回收。如何控制「P2電機」的工作狀態(tài),同樣也成為了一大難題。

奧迪A3 Sportback e-tron(2017)的混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

此外,由于「P2電機」的加入,還需要對「雙離合變速器」重新進行控制邏輯標定,這為本來就不占平順性優(yōu)勢的「雙離合變速器」帶來了嚴峻的考驗。若標定不恰當(dāng),就容易發(fā)生升/降檔遲滯和換擋頓挫的可能,以上提到的這些,都是「藍鯨iDD混動系統(tǒng)」面臨的重大挑戰(zhàn),也是這套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上不先進的體驗。

P2電機直接套在變速器輸入軸上

P2電機通過傳動帶或齒輪傳動與變速器輸入軸連接

P2電機連接減速齒輪,配合P1電機

好在「P2電機架構(gòu)」擁有很大的潛力,比如可以將「P2電機」通過「傳動帶」或「傳動齒輪」與「變速器」進行連接;甚至可以配合其他位置的「電機」進行混搭,實現(xiàn)并聯(lián)式「P2電機架構(gòu)」。而且,業(yè)內(nèi)也不乏一批擁有成熟技術(shù)的Tier1供應(yīng)商,所以,從實際裝車的情況來看,應(yīng)該沒有什么問題。

曾經(jīng)的『三擎四驅(qū)E動力系統(tǒng)』

其實,長安汽車也(曾)有一套『三擎四驅(qū)』的混動系統(tǒng),那就是2018年9月首發(fā)在「長安CS75 PHEV」上的『三擎四驅(qū)E動力系統(tǒng)』,之所以會印象如此深刻可能是因為這幾點:

2018年前來上海踢館的長安CS75 PHEV

1. 不同于『香格里拉計劃』發(fā)布會上長安汽車首款PHEV車型(「逸動PHEV」)上用的混動架構(gòu),在2018年這個關(guān)鍵的時間節(jié)點,推出了(官宣)自研的『三擎四驅(qū)E動力系統(tǒng)』,可謂是『天時』;

2. 「長安CS75 PHEV」的發(fā)布會放在了『上海1862老船廠』,來到上汽榮威的主場『踢館』,可謂是『地利』;

3. 將『三擎四驅(qū)E動力系統(tǒng)』按在「長安CS75」車型上,使得這款PHEV車型具備起量的優(yōu)勢,可謂是『人和』。

而追溯這套混動系統(tǒng)技術(shù)根源,那就還要倒退2年,回到2016年北京車展,從當(dāng)時車展的實拍圖片我們可以很清楚地看到這套『三擎四驅(qū)E動力系統(tǒng)』的組成:

長安CS75 PHEV所搭載的混動系統(tǒng)(前橋端)示意圖

前橋混動總成:即由「發(fā)動機」、「P1電機」(ISG發(fā)電機)和「P3電機」(驅(qū)動電機)構(gòu)成,只是「電控系統(tǒng)」的集成度有待提升;

長安CS75 PHEV所搭載的混動系統(tǒng)(后橋端)示意圖

后橋純電驅(qū)動總成:自帶獨立「電控單元」的「P4電機」動力總成。

image034.gif

平行軸布局的混動專用變速器工作原理示意圖

前橋的混動總成,我們在此前的內(nèi)容中詳解過,主要偏向『日系省油』的風(fēng)格,讓人聯(lián)想起「本田i-MMD混動系統(tǒng)」和「比亞迪DM-i混動系統(tǒng)」。

長安CS75 PHEV(2018款)混動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解讀示意圖

而加入后橋的「P4電機」后,其基本結(jié)構(gòu)就與目前「長城檸檬DHT混動系統(tǒng)」相似(注意:不是『相同』)。故此,整套混動系統(tǒng)的基本邏輯是:

1. 前橋混動總成兼顧燃油經(jīng)濟性,「P3電機」純電驅(qū)動為主,「P1電機」負責(zé)補電,「發(fā)動機」主要負責(zé)增程和巡航;

2. 后橋純電驅(qū)總成則是兼顧性能,「發(fā)動機」+「P3電機」+「P4電機」構(gòu)成『三擎四驅(qū)』的性能模式,在急加速時提供澎湃動力,同時具備更大的扭矩。

同為『三擎四驅(qū)』但有所不同

這里岔開提一句「長安CS75 PHEV」(2018款)上的這套『三擎四驅(qū)』與當(dāng)時同期的「比亞迪唐DM」(2018款)的結(jié)構(gòu)不同,「第三代DM混動系統(tǒng)」主要靠「發(fā)動機」前端的「BSG電機」(25kW的P0電機)保電,而擁有「ISG電機」(P1電機)的「長安CS75 PHEV」(2018款)理論保電能力更強,結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。

長安CS75 PHEV(2018)混動系統(tǒng)參數(shù)(僅供參考)

站在今天來看這套混動系統(tǒng),我個人覺得最需要提升的整套混動總成的集成度,換言之就如目前大部分「DHT」會將「DCDC系統(tǒng)」和「電機控制器」整合在整個動力模塊中,達到減小動力總成的體積、減少重量、提升傳動效率等作用。可惜的是,目前「藍鯨iDD混動系統(tǒng)」暫時沒有用上這套混動結(jié)構(gòu)(確切說是這套系統(tǒng)的優(yōu)化版)。

我似乎悟了!

《離騷》有云:路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。

兩種不同類型的混動技術(shù)路線

若要追溯長安汽車在混動技術(shù)方面的探索,大致可以從2012年開始,晃眼亦是十余載,長安汽車似乎仍在各種混動技術(shù)路線的漫漫長路上,上下而求索。不知道長安汽車在與蔚來汽車、比亞迪汽車、華為和寧德時代等,各種同業(yè)、異業(yè)的探索合作后,是否仍能保持著當(dāng)年通往『香格里拉』的初心。最后,就在我初步梳理完「長安藍鯨iDD混動系統(tǒng)」時,腦中忽然有了一個大膽的猜想:擁有軍械制造背景的長安汽車,是不是正在醞釀混動的『雙平臺戰(zhàn)略』呢?

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