过去一年内,新能源车型层出不穷,两款车的发布最值得关注:2015年9月8日,搭载丰田第三代混动技术THS3的普锐斯在Las Vegas 发布,它代表了日系汽车新能源技术最高水平,这套驱动系统也就是卡罗拉“双擎”的原型。2016年4月18日,上汽通用发布全新一代君越混动车型,它搭载通用第三代混动系统,同样采用了双电机系统,是美系乃至当今世界上最为先进的混合动力驱动系统。可以说此次别克全新一代君越混动车型的推出不但终结了丰田在国内长达数十年的混动技术垄断格局,亦预示着国内新能源市场将开启一轮新的技术角力。那么君越这套混动系统到底有哪些过人之处呢?这里必须谈到两者技术流派的渊源。
首先,通用与丰田在驱动技术上有两个共通之处:其一,双方都是属于Power Slit技术流派,也即是行星排式ECVT系统,穷其所能发掘了包括电机、发动机最大的节能潜力。其二,双方都经历了十几年的技术沉淀而成,成熟度较高。
受制于历史发展、技术路线选择、专利等诸多因素,多年来通用汽车与丰田汽车在新能源汽车领域和而不同。
1驱动技术才是新能源汽车竞争核心
大家都在谈论新能源汽车技术,都在谈弯道超车、充电桩或是电池密度等等,事实上,我们长期忽视的驱动技术才是新能源汽车的核心竞争力。这一技术关键在于充分利用不同动力源的特性,使其总是高效地工作,并尽可能规避各自弱点,真正做到取长补短、相生相融,无论是传统的汽柴油,还是新兴的电能、热能,都能通过核心的驱动技术来完成高效率的动力输出组合。
目前,比较成熟包括一些串联式混合动力系统、并联式混合动力系统,以及混联式混合动力系统,前二者技术含金量较低,以欧系汽车制造商应用为主。混联式混合动力系统又称之为功率分流式混合动力系统(power split),最具代表性有两家汽车制造商丰田汽车和通用汽车,这也确定了二者在新能源汽车领域的领先地位。
丰田汽车采用的是双电机、单行星排ECVT系统,通用汽车采用的EVT电控智能无级变速箱,不同于丰田的是,别克君越混动同时将两组行星齿轮与双电机系统进行了高度集成,效率大幅提升,简单地来讲,通用汽车在几乎同样的布置空间内能采用两套THS系统来优化发动机、电机、电池能耗和动力性,这也是为何别克全新一代君越混动称得上是当前业界最高效的混合动力驱动系统,可实现能效最大化,然而这里面有诸多历史因素。
2技术流派:丰田专利壁垒搬石头砸自己脚
众所周知,1997年,丰田申请单行星排ECVT系统,致使很多汽车制造商无法采用ECVT混合动力电驱动系统,被认为是丰田汽车新能源专利壁垒,从下图(左)中可以看到,丰田普锐斯发动机行星架连接、发电机与太阳轮连接、主电机与齿圈相连,优势很紧凑,但,由于电机与发动机解耦能力有限,这套系统发动机和电机不能同时工作在高效区、同时制动能量回收的时候也受到效率限制。
丰田认识到这套系统缺点的时候,事实上已经很难挽回,2015年9月8日,丰田发布第三代THS,很多人发现为了改变单行星轮系解耦能力有限,它采用了变形的双行星轮系统,在主电机和输出齿圈之间增加一套行星减速齿轮,但新增行星架固定于壳体上,为什么这么做?因为双行星轮系统已经被通用汽车申请了相关专利并推出相关产品,丰田汽车以新能源专利壁垒见长没想到反而被束缚。
通用汽车申请的双行星排ECVT电驱动系统专利采用两组行星排系统,P1和P2,共用一个行星架A;发动机与行星排P1齿圈相连;发电机与P1太阳轮相连,电动机与行星排P2太阳轮相连,能够通过结合、断开离合器,相当于两套THS系统相互切换,使得效率最高。
3完整的技术配套
事实上,全新一代君越混动车型不仅仅在于通过ECVT系统成为目前最先进的驱动系统,在很多方面也值得其它汽车制造商关注。
在动力电池方面,全新一代君越混动车型电池组由80个电芯单元组成,总容量为1.5kWh,正极采用NMC三元材料与锂离子聚合而成,能量密度高,通用汽车目前电池供应商主要来自于日立与LG,但组装、冷却等核心技术却掌握在自家手中。
发动机方面,全新一代君越搭载了1.8SIDI直喷发动机,在通用汽车车型中首次采用发动机排气热能回收系统,可通过回收排气系统中的尾气热量用于加热发动机冷却循环系统,缩小发动机冷启动时间,同时可快速为车内供热,降低油耗
其搭载的双电机更为表现不俗,主电机最大功率60kW、最大扭矩275Nm,副电机最大功率54kW、最大扭矩140Nm,综合性能,在换挡平顺性、NVH非常优秀的情况下,实现百公里加速8.9秒性能,得益于双星排ECVT系统,全新一代君越较上一代eAssist混动车型油耗降低35%,百公里综合油耗低至4.7L,这也是新能源历史上一个里程碑式的事件了,有机会我们在进行更多解析。
最后借用通用汽车全球驱动系统部执行总监在别克品牌日中的一段讲话:“并不是加装一个电机就能称之为新能源汽车,我们需要一整套驱动技术才能生产真正意义上的新能源汽车”。在一个新纪元即将开场之际,我们是不是也应该对当前国内新能源市场做一些反思呢?