混動技術真的很難嗎?導致目前國產車沒有混動車的尷尬局面?

知道份子


國產車企目前連傳統內燃機和變速箱的標定程序都做不好,更別提想把混合動力系統兩個甚至多個動力流無縫整合!

目前只有吉利和領克的新車型能到合資的動力總成標定水平,其他國產品牌我都試駕過新車型,根本還不夠完善。吉利馬上推出繼續1.5t高燃效引擎(不是那個輸出177馬力的插電混用引擎)的混合動力系統,還不清楚能到啥水平。其他品牌搞混動只能做48v輕混或者0技術門檻的插電混,這兩種都是直接採購國際零部件供應商的總成。



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油電混動技術主要代表就是豐田

行星齒輪混動系統(THS),也被稱為最成熟的油電混動系統。行星齒輪動力分流系統並不難,但是豐田早在二十多年前已經申請了專利。


在這期間其他車企研發的混動系統不能直接採用行星齒輪混動系統,只能是想辦法繞過去,例如多加一個行星排。國內的科力遠就曾經開發出這樣的混動系統(CHS),但是系統內耗增加、沒有高效率的阿特金森循環發動機配合、機電技術落後與豐田,吉利帝豪試製樣車後發現百公里油耗要比豐田高1升左右。這樣一來也就沒有了排產的必要。可以看出來CHS混動並不是原研,而是規避專利增加一個行星排而來,工作原理與THS幾乎接近。

其實國內有一個汽車廠家,所研發的混動系統本田,就差那麼一點點就可以媲美本田的IMMD混動。

本田的IMMD混動相信大家都知道其工作原理,如下圖所示:


本田也依然受到專利挾制,不能夠採用行星齒輪混動,但是本田憑藉著自己的實力搞出了IMMD混動系統,原理簡單、巧妙,憑藉著兩個電機一個離合器完成了油電混動,而且中高速油耗表現比豐田的THS混動還要好,中低速行駛時完全靠電機驅動、發電機則用來發電,高速行駛時發動機通過離合器直接驅動車輪。這套系統目前廣泛應用在本田旗下的轎車/SUV/MPV上, 是本田最重要的一套動力系統也是將來大範圍推廣的系統。記住本田的IMMD混動與2012年面世。

接下來出場的就是國內混動汽車一哥:比亞迪

比亞迪不用多說了,新能源汽車的先行者。比亞迪在2008年就推出F3DM車型,也是比亞迪第一代混動汽車。直接看F3DM原理圖:
HEV模式下,發動機驅動M1發電,為電池充電、為M2電動機供電,離合器斷開,此時車輛由電動機驅動。EV模式下則由M2電機單獨驅動車輛,電量不足時20%時,發動機啟動為電池充電。急加速時離合器結合M1M2與發動機並聯共同驅動車輛。


但是當時比亞迪的重心放在了電池上,其主要思路就是利用大容量電池來實現更遠的續航,發動機在這裡只是一個增程器/發電機而已,在研發混動時其出發點就是插電混動,押寶插電混動。畢竟插電的混動在大容量電池的配合下,可以輕鬆突破油電混動的低油耗。
而比亞迪是搞電子技術出身的,造電池起家,為很多手機廠商提供鋰電池。而當年比亞迪押寶插電混動的砝碼就是“鐵電池”,即磷酸鐵鋰電池。當大容量鐵電池組取得量產成功後,更加堅信了比亞迪走插電混動的信心。因為當時豐田的油電混動系統如同一座高山,難以逾越,而彼時的比亞迪涉及造車並不久,在燃油車領域內無論是發動機還是變速箱/底盤都屬於學習研發階段 、根本沒有實力與豐田抗衡,比亞迪也深知自己的不足之處,所以壓根沒有想過造油電混動系統。當時的其他國產品牌也處在同樣的境地,大家都剛剛起步,甚至還沒有學會怎麼造一臺好車。在這種情況下,混動汽車研發上自然要更落後一些,也重心都放在燃油汽車上。

F3DM可以說與本田的IMMD混動系統非常接近了

比亞迪推出DM車型,四年後本田才發佈IMMD混動技術。那為當年什麼F3DM沒有火起來呢?其實第一代DM車型還有很多不足之處,動力、駕駛體驗等都要差一些。我們看看F3DM的配置表:
幾個最關鍵的數據:三缸1.0L排量的發動機、發電機25kw、電動機50kw。這就是動力表現較差的根源,發動機、電動機功率偏小,導致在HEV模式下發動機無法提供足夠的動力驅動車輛,駕駛體驗自然要差很多。發動機功率不足,發電量偏小,驅動電機自然也難以吃到飽。再這樣的動力配置下,駕駛感受是不會太好的,尤其是虧電後。

而本田的IMMD混動系統的表現則要好很多,可以媲美豐田的THS系統。下面我們對比一下本田與比亞迪混動的區別:
可以看出來除了電機與離合器佈局不一樣之外,電池容量不一樣之外,兩者混動原理幾乎是一樣的。

  • 兩者都是混連型混動,發動機用來發電或者直接驅動車輛。
  • 為了改善動力/提高駕駛感受/降低油耗,本田的做法與比亞迪有所不同。例如採用了2.0L阿特金森循環發動機,熱效率高達40.6%。
  • 同時採用了135kw的驅動電機,最大扭矩315Nm,發動機有足夠的功率驅動發電機,電動機可以吃到飽,因此在串聯模式下車輛動力表現是非常好的。
  • 大排量發動機高速巡航時動力表現/舒適性也是明顯強於小排量三缸發動機的。

比亞迪之所以沒有取得類似本田混動的成績,完全是出發點不同造成的。在當時豐田混動一家獨大的情況下,搞油電混動是不現實的。畢竟大家(國內所有的汽車廠商)溫飽問題還沒有解決、燃油汽車研發還有很長的路要走,自然無暇去研發油電混動汽車。


水墨丹青一世情


目前國內的技術,連豐田都盯上比亞迪了,你卻在這裡說國內沒混動技術,你是眼睛不好使嗎?


風雨無阻的小鳥


混動技術確實很難,國內做不好的原因一方面是基礎技術積累有限,另一方面是國內企業浮躁,不能一直在一款構型上迭代優化,總是刻意模仿。

做了5年左右的整車控制軟件,電控技術方面可以說一下自己的看法。

豐田做THS系統已經有20多年了,就在這一個構型上研究了這麼多年,它的成功不是偶然。下圖是THS系統結構原理。

本田做immd系統也將近20年了,開始推出時效果也不是很好,經過多年的不斷優化和改進,最近幾天才開始與豐田分庭抗禮。下圖是immd結構示意圖。

混合動力汽車(這裡插電也一起說吧)電控技術的核心評價指標,與傳統車差不多,需要有良好的經濟性、動力性,就是駕駛員需要動力時動力要足,不需要太多動力時就保證經濟性要好。核心電控技術包含能量管理策略(穩態)和執行器控制(含動態)。

混動車的能量管理策略直接決定車輛的經濟性和動力性。個人覺得能量管理策略可以大致分為三部分:模式劃分、電量平衡、扭矩分配

模式劃分,混動車構型不同,包含的模式種類也差異很大,主要也有純電模式、增程模式、混動模式。複雜的混動構型可能還有多個檔位,也是模式劃分需要考慮的。模式劃分是這三個裡面相對簡單點的,一般構型的動力部件匹配完成後,根據各部件的外特性以及效率map、系統各種約束,就可以初步給出模式劃分的邊界條件。主要條件有車速、加速踏板開度、soc、電池充放電能力等。

電量平衡,主要工作是計算發動機的目標功率。目標功率計算主要參考駕駛員需求功率、電池為維持電量平衡的期望充放電功率、附件功率等。電池的期望功率是最關鍵的,需要保證在任何工況下都需要保證電池soc處於合理水平,當然這裡插電和混動差異很大。

扭矩分配,如果發動機完全按照電量平衡後的請求輸出,則這部分比較簡單,發動機按請求執行即可,剩餘需求其他電機完成。但是,這樣可能不是最經濟的,電量平衡請求的功率可能不是發動機的經濟區域。如果發動機可以在電量平衡請求功率基準上做適當調整,去實現最優經濟性,那這塊可能也需要我做一些工作。(功率分配的主要難點是電量平衡策略與發動機最優工作區間之間權衡)

在能量管理策略(穩態)之後,還有執行器控制(把扭矩或轉速協調放在這部分),包括動力部件控制、液壓系統控制,這部分內容也跟關鍵,直接決定模式切換的響應速度和平順性。離合器的非線性TP特性,發動機的扭矩無法精確得到等等都導致切換的平順不太好解決,雙離合變速器頓挫以及P2啟發動機頓挫原因也類似。下圖是P2結構示意圖。

總之,混動技術的難度還是挺大的,需要好的構型加上好的策略,希望我們這一代工程師能靜下心來,搞出一套能與國外競爭的混動系統。


新能源汽車控制


你可能是指的日系車,比如豐田和本田的混動雙擎技術。這種技術倒不是很難,若是車企真想研發,一定能成功。

就算國產車研究這種混動雙擎的技術不能成功,那,大眾、通用等車企為什麼不做?有人說這是因為豐田享有混動技術的專利!所以其它車企製造不能。但本田既然能繞開豐田的專利,其它車企就不行?是吧?看來不是不行,而是沒必要。

為什麼沒必要呢?參考國內日系混動雙擎的例子,購買它們不能上綠牌,也不能享受購車時的國家補貼,也就是說,國家和政府根本就不承認它是新能源和綠色出行車輛!那麼,國內的眾多自主車企花費大氣力,也成功的繞開了豐田包括本田的專利,比如長城哈佛混動雙擎車型終於成功的上市發售了!有什麼意義?還是不能掛綠牌,照樣也不能享受購車補貼,那麼,為研究這種混動雙擎技術投入的經費值得嗎?只是因為各大自主車企都是閒的蛋疼,沒事找事玩?

是吧?完全沒必要!而且,豐田和本田的混動雙擎技術本身就是過渡品,起碼在中國——這個世界上最大的汽車市場來說,就是鐵定的過渡品!這個你不服也得服!而且還是大寫的服!國家的政策方針,也從來不以個人或者是幾個企業而轉移。

豐田自然也明白這個道理,所以現在豐田雷凌和豐田卡羅拉都推出了插電混動車型,這類的可以掛綠牌,也能享受相關的購車補貼。

豐田的混動雙擎技術既然某些人認為特別高級,所謂的世界上只有兩種混動,一種是豐田混動!一種是其它混動。

那,既然豐田的混動(指混動雙擎)這麼高級,它還推出插電混動車型幹嘛呀?是吧?豈不是腦子有病!自己給自己打臉?所以說,這就是豐田的對市場妥協,願賭服輸,你既然想在中國市場賣車!那就要適應並服從中國市場的規則。否則你去印度尼西亞,讓凱美瑞混動上綠牌好了!我們中國人都買特斯拉就可以。

其它車企,特別是國產自主車企一看,混動雙擎技術的元老——豐田都這樣了!你告訴我,他們還有何研究混動雙擎技術的鬥志和動機?

只會毫無興趣!

現在就是這樣,豐田的混動雙擎技術在國內以象徵性的一元轉讓,還幾乎沒人願意買,因為買來沒用,買它幹啥呀?造出來的車照樣不能掛綠牌,也不能享受購車補貼,只是白白的增加了造車成本,然後車輛的售價肯定也會提高,而消費者不見得會因此而買賬,投入的成本既然提高不了銷量,從政策方面來說,還是典型的半成品,以後鐵定也要被淘汰或者被轉型,真可是純粹的費心費力不討好!

也可以參考寶馬的例子,豐田那1.2t渦輪增壓發動機的技術,就是卡羅拉和雷凌使用的那款小排量1.2t渦輪增壓發動機,就是豐田用混動技術跟寶馬換來的。豐田把換來的這款1.2t渦輪增壓當成了主力武器,用作卡羅拉和雷凌的大規模走量。但問題來了!有了豐田混動技術的寶馬,為何不用呢?是不是也認為這種技術,哪怕連一元錢,都不值?我覺得,寶馬應該也是有它自己的考慮。


紅劍魚


你看和誰比,大眾寶馬那種插混,比亞迪都有,不叫事,豐田本田那種就有問題了,差距幾十年吧


火龍果r


提問的人無知,混動技術國內早就有了。在回答問題前需要先了解一下什麼是混動技術,啥和啥混?所謂混動技術,關鍵就是個“混”字,是指電和油共同驅動車子的技術。以豐田為代表的混動技術,就是在油車基礎上裝個小電池,通過行星齒輪技術把兩種動力結合共同驅動車子。因為車子啟動時最費油,所以這時候用電驅動,就可節省燃油。車子行走後通過富裕能量和剎車又可給電池充電。國內最早的混動車是比亞迪F3DM,在2010年就量產上市,他與豐田混動節能的道理相同,只是電池比豐田混動車更大,這樣的結果是用電行駛的里程長,同時需要外接電源補電。因為單靠動能回收不能滿足大電池的容量。比亞迪混動技術已經發展到第三代,代表車型唐DM。是一款中型SUV,這是一款網紅車,大家隨便一搜就有他的新聞,他經常和超跑比速度,和硬配越野比冰面,還經常拔河。而且經常取勝。日系混動在他面前是小弟弟,因為4.5秒破百的能力日系混動做不到。


秋生144815808


提問的人是不是被判了十年剛放出來?這個問題嚴重脫離社會現象。你沒看到中國這麼多混動車很多都是國產品牌嗎?所謂混動技術,是指電和油共同驅動車子的技術。國外有豐田為代表的混動技術,中國有以比亞迪為代表的混動技術。比亞迪的混動技術已經發展到第三代,代表車型就是唐,宋,秦等車型。大家隨便百度一搜就有比亞迪的各種新聞,特別是唐的混動,日系混動在他面前頭都抬不起來。因為2.4噸重的車4.5秒就能破百的能力日系混動根本做不到。所以才有豐田找比亞迪合作,奔馳找比亞迪合作等事情不斷髮生。建議以後提問的人先自己百度一下,百度找不到的再來這裡尋求幫助。


烽尚


不懂得別瞎扯了,就是專利技術壁壘的原因。

豐田為他的雙擎和愛信at系列變速箱申請了你難以想象的專利系統,這世界上一種產品的最優設計方案就那麼一兩種,被人家早一步弄出來申請專利了就繞不開。比如愛信精工(豐田旗下)at變速箱,把關鍵控制器油路設計全部申請專利,採埃孚又申請了一部分,只要別人設計的有一點相似,就是起訴,(這可不像外觀仿製能饒了你,核心要命的技術被仿製了,豐田法務部絕對玩命)國產盛瑞只好採用其他設計方案,但是at變速箱最優設計方案和其他次優設計方案還是有差別的,(大眾不計成本開發dct雙離合也是這個原因),沒辦法。同理,豐田雙擎專利壁壘太高,其他車企只有走差混路線,起碼比亞迪把這個方案一部分專利死死抓在手裡。要怪只能怪中國車企研發起步晚,別說什麼技術不夠,現在一個汽車早就沒有什麼秘密技術了,製造的一模一樣雙擎難,製造個80%水平的雙擎分分鐘的事,但是專利壁壘繞不過去。


夢曉之戰


現在國內買車就買hev,hev混合動力就是電動化汽車。未來國內是電動化的汽車時代,電動化不等於純電動車,豐田本田自吸和混動車的有100萬公里不大修的可靠性,德系車沒有,豐田本田是有hev混合動力技術的品牌,德系車有hev技術嗎?德系車大本營歐洲主攻柴油原版車,柴油機效率比汽油機高太多了,油耗低到4-5升,歐洲家家戶戶都是柴油車,不會為中國研究汽油混動技術的。混動技術只為提高汽油機能效服務,符合國內能源政策。真混動,不插電。雙田未來全部混動化(電動化),再強調一遍,電動化不是純電動車,純電動在中國只是政策流行,不然早看不見了。現在已經到了電動化汽車的時代,誰還在吃老本?看看奔馳e260,40萬標價的車用1.5t?在中國沒有汽油混動技術,德系車在中國未來會看到更多三槓小排量豪車。在看本田immd混動技術(immd智能多模式驅動系統)加持雅閣crv奧德賽等車型,發動機只用來發電,電動機驅動,電動機扭力高達315nm,電機1000轉最大扭力就有了,4個油百公里,阿特金森引擎就是個燃油充電寶,大多數時間都是一臺增程式電動車,不插電,這是多牛逼的技術。你可能會說混動車換電池貴,真混動不插電,電池就是緩衝區,淺充淺放電池很小,換一次1萬多,第一代普銳斯60萬公里還沒換過電池的多的是,百公里城市就4個油。這種真混動(不插電混動)技術傳統車企沒有多少年的技術積累是做不出來的,hev技術已經領先傳統汽油車一個時代了。5g手機時代你還會買4g手機嗎?可以預見幾年後的未來,隨著hev大量普及(電動化汽車),和hev極高的駕駛樂趣,市場佔有率會進一步提高。我比較擔心雙田會形成寡頭車企,靠技術壟斷影響其他車企的生存,損害消費者利益,希望其他車企加油。


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