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  • 看比亚迪如何克服丰田THS的“天生缺陷”

  • 时间:2018-12-28 新闻来源: 上海热线
    •    中日战争结束那么多年了,还非要拼个你死我活吗?

        这必须的,作为全球汽车动力技术的发展趋势,代表着各国车企实力的插电式混合动力系统当然就要分个高低。但为什么是中国和日本呢?

        问得好,我们先简单分析一下各汽车强国的混动技术流派:德系代表选手毫无疑问是大众集团,其“单电机双离合派别”插电混动系统,表面兼顾动力性能与节能环保,但实际使用是两边不讨好。所以德系厂家纷纷跳过混动直接迈向纯电动了。而美国通用为代表的“增程式插混系统”(串联结构,纯电驱动)已被市场证明前途渺茫,目前通用、福特、FCA三大集团均有多种形式的插混系统,综合性能不如中日两国主流产品。

        日系品牌始终钟爱非插电式混合动力市场,而新打造的插混车由于进入市场时间不长(2012年丰田才首次推出插混)。最有代表性的例子当然就是新一代普锐斯插混车型,其所搭载的丰田第四代THS-II混动技术被称作“日本品牌最成熟的混动系统”,但丰田THS的行星齿轮分流结构并不适合大扭矩、高性能需求,天生与高性能无缘。普锐斯插混的百公里加速时间为11.1秒。相比之下,比亚迪全新一代唐DM最快仅为4.3秒……

       

        由于政策导向的原因,中国是目前的新能源汽车大国,但也混杂了不少骗补和没技术可言为了凑积分混日子的车企。只有电池起家的比亚迪完全掌握了新能源车的核心技术,其第三代DM双模技术为同级别中最强的,新一代唐DM在实现工况油耗1.6L/100km的同时,还能让破百时间最低闯入4.3秒超跑区间(智联创世版),更可实现全时电四驱与最高纯电续航100公里。打破丰田带给大家“动力与经济不可兼得”的混动技术认知误区。

        ◆为什么丰田混动无法实现高性能?

        先来说说曾经的混动界翘楚丰田,为何在低油耗前提下实现不了高性能?

        丰田混合动力系统(Toyota Hybrid System)目前已发至至第四代,不过国际依然统称为THS-II。这套THS-II使用的是“PS”位置的双电机(MG1&MG2)动力分流解决方案,简单说来就是在变速箱里头内置了两枚驱动/发电一体式电机。

        我们必须承认,丰田的这项技术非常精巧,THS-II的汽油机、MG1与MG2能在系统的精准判断下(根据油门深度、行驶状态、电池状态等条件),自动运行在能量利用效率最高的转速区间。

        可是,因为“PS”构型的变速箱内部空间非常有限,丰田THS构架又需要通过脆弱的行星齿轮结构实现混动,这套系统的极限非常容易触达。小空间无法容纳大功率电机,更要命的是行星齿轮结构的传动扭矩有限。

        MG1和MG2在传动比上从原理上相互反制,MG2的高效区间与MG1并不重合,而且当车速超过一定值时,发动机就必须启动,通过行星架转动给MG1减速,否则就严重超过了额定转速,效率变差、甚至超速损坏,所以MG2独立驱动的最高车速取决于MG1的额定转速。从第一代开始,丰田就意识到了这个问题,一直采用容量不大成本低的镍氢电池作为低负荷状态下供电。在日常使用中,一旦上了高速、即使电池满电,发动机也必须启动,维持系统的稳定,系统效率并不高。

       

        此外,丰田还使用了升功率低到不愿意被提起的阿特金森循环汽油机。THS-II混动构架方案,从根本上断绝了丰田混动车驾驶乐趣的动力性需求。

        ◆看比亚迪DM3如何避开丰田THS的雷

        比亚迪DM技术已在长达10年的技术迭代中进化至第三代。第三代DM插电式混合动力技术使用了高阶的“P0+P3+P4”构架,从根本上避免了这种“只要低燃耗、不要动力性”的妥协。比亚迪并未使用动力局限性颇大的“PS”构架,第三代DM技术下的奥托循环汽油机与“P0+P3+P4”电机在性能上显然更放得开。

       

       

        P0电机:实现超低油耗的关键点

        DM3的25kW大功率BSG电机(Belt-driven Starter Generator)也就是P0电机位于发动机前端皮带上,它能实现自启停、能量回收、扭矩辅助等功能。虽然扭矩辅助的功能基本可以忽略(毕竟不能直接驱动车轮),但性价比特高的BSG可以让汽油机实现非常平稳的自启停功能。

        然而这台BSG电机还有更强大的功能,那就是最高可达94%的动能回收发电效率。在高速巡航、滑行充电等工况下,整套混动系统的充电速度甚至超过耗电速度。此外,P0电机与发动机利用皮带固定比例运转,同时利用电机与发动机的高效率区间,效率高、保电能力强。这也是唐DM实现1.6L/100km超低综合油耗的关键点。

        2.0TI汽油机:奥拓循环+涡轮增压+缸内直喷

        丰田的阿特金森循环发动机,做功行程要大于其它三个行程,因此膨胀比大于压缩比,热转换效率更高,但连杆机构工艺复杂,低转速区间无法获得充足低扭,高转速区间也无法迸发高性能。

        与普锐斯插混的1.8L阿特金森循环自然吸气发动机不同,新一代唐DM采用了一台2.0T奥托循环发动机,再加入涡轮增压、缸内直喷、双可变气门正时、双平衡轴、全铝合金结构等科技,增高热转换效率、降低油耗、压榨马力。奥托循环发动机更适用于高性能输出,唐DM的2.0TI汽油机得以拥有151kW/320N·m的强大输出极值。

        全新一代唐DM的前后电机独立驱动前后轴,发动机在必要时可通过6速双离合变速箱驱动前轴,而大多数时间则完全断开。这台2.0TI汽油机还可以在串联混动模式下驱动P0电机与P3电机令其发电并对电池组进行充电,车轮完全由P3与P4电动机驱动,热效率进一步提高。

       

        P3电机:高性能的秘密

        比亚迪DM3的布局具有相对独立的特性,在发动机停机时,电机独立驱动,可以发挥大容量电池的优势,在全转速区间内都可以保持纯电驱动。处在变速箱输出端的P3电机不再受到PS电机的空间限制,因而外置的P3电机可以打造成高性能版本,高达110kW/250N·m的动力输出证明了一切。

        P3电机的这组动力数据比普锐斯插混的MG1(23kW/40N·m)与MG2(53kW/163N·m)加在一起都要强。更值得一提的是,全新一代唐DM的P3与P4可以直接进行性能叠加,而相互牵制的普锐斯插混MG1与MG2即使加上汽油机助拳,也只能释放出90kW的系统最大功率,比唐DM的P3电机还弱……

        P4电机:全时电四驱的秘技

        比亚迪全新一代唐DM的P4电机位于后轴之上,省去了复杂沉重的前后传动轴,轻松实现“全时电四驱”,加速与越野性能进一步增强。

        P4电机同样不受空间限制,因此全新一代唐DM的P4电机采用了功率高达180kW/380N·m的款型,是整车电机里最狂暴的一台。

        因为“P0+P3+P4”同时存在,第三代DM技术的动力联合方式比丰田的更丰富的模式,全新一代唐DM因此可以实现纯电驱动、并联四驱、并联前驱、串联驱动、能量回收共计五种工作模式。

       

        比亚迪DM3架构爆发出的极致性能

        新一代唐DM的2.0TI高性能四缸机配合P0+P3+P4三台大功率驱动电机,最终输出441kW系统最大功率,换算成德制马力是600PS!比现款要价近两百万的梅赛德斯-AMG GLS63 4MATIC搭载的5.5T大排量V8双涡轮增压引擎还要高出整整15PS。

        由于峰值扭矩高达950N·m,全新一代唐DM把破百时间刷新到创纪录的4.5秒以内(智联创世版4.3秒),采用大排量V8双涡轮增压引擎的AMG GLS63是4.6秒,而普锐斯插混则需要11.1秒。

        这场中日插电混动技术的对决,比亚迪第三代DM技术在达到与丰田THS混动系统相同油耗水平的同时,在性能方面用惊人的加速表现击溃了对手,以“性能与省油”二者兼得的强大实力问鼎全球插电混动技术之巅。

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