混动技术真的很难吗?导致目前国产车没有混动车的尴尬局面?

知道份子


国产车企目前连传统内燃机和变速箱的标定程序都做不好,更别提想把混合动力系统两个甚至多个动力流无缝整合!

目前只有吉利和领克的新车型能到合资的动力总成标定水平,其他国产品牌我都试驾过新车型,根本还不够完善。吉利马上推出继续1.5t高燃效引擎(不是那个输出177马力的插电混用引擎)的混合动力系统,还不清楚能到啥水平。其他品牌搞混动只能做48v轻混或者0技术门槛的插电混,这两种都是直接采购国际零部件供应商的总成。



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油电混动技术主要代表就是丰田

行星齿轮混动系统(THS),也被称为最成熟的油电混动系统。行星齿轮动力分流系统并不难,但是丰田早在二十多年前已经申请了专利。


在这期间其他车企研发的混动系统不能直接采用行星齿轮混动系统,只能是想办法绕过去,例如多加一个行星排。国内的科力远就曾经开发出这样的混动系统(CHS),但是系统内耗增加、没有高效率的阿特金森循环发动机配合、机电技术落后与丰田,吉利帝豪试制样车后发现百公里油耗要比丰田高1升左右。这样一来也就没有了排产的必要。可以看出来CHS混动并不是原研,而是规避专利增加一个行星排而来,工作原理与THS几乎接近。

其实国内有一个汽车厂家,所研发的混动系统本田,就差那么一点点就可以媲美本田的IMMD混动。

本田的IMMD混动相信大家都知道其工作原理,如下图所示:


本田也依然受到专利挟制,不能够采用行星齿轮混动,但是本田凭借着自己的实力搞出了IMMD混动系统,原理简单、巧妙,凭借着两个电机一个离合器完成了油电混动,而且中高速油耗表现比丰田的THS混动还要好,中低速行驶时完全靠电机驱动、发电机则用来发电,高速行驶时发动机通过离合器直接驱动车轮。这套系统目前广泛应用在本田旗下的轿车/SUV/MPV上, 是本田最重要的一套动力系统也是将来大范围推广的系统。记住本田的IMMD混动与2012年面世。

接下来出场的就是国内混动汽车一哥:比亚迪

比亚迪不用多说了,新能源汽车的先行者。比亚迪在2008年就推出F3DM车型,也是比亚迪第一代混动汽车。直接看F3DM原理图:
HEV模式下,发动机驱动M1发电,为电池充电、为M2电动机供电,离合器断开,此时车辆由电动机驱动。EV模式下则由M2电机单独驱动车辆,电量不足时20%时,发动机启动为电池充电。急加速时离合器结合M1M2与发动机并联共同驱动车辆。


但是当时比亚迪的重心放在了电池上,其主要思路就是利用大容量电池来实现更远的续航,发动机在这里只是一个增程器/发电机而已,在研发混动时其出发点就是插电混动,押宝插电混动。毕竟插电的混动在大容量电池的配合下,可以轻松突破油电混动的低油耗。
而比亚迪是搞电子技术出身的,造电池起家,为很多手机厂商提供锂电池。而当年比亚迪押宝插电混动的砝码就是“铁电池”,即磷酸铁锂电池。当大容量铁电池组取得量产成功后,更加坚信了比亚迪走插电混动的信心。因为当时丰田的油电混动系统如同一座高山,难以逾越,而彼时的比亚迪涉及造车并不久,在燃油车领域内无论是发动机还是变速箱/底盘都属于学习研发阶段 、根本没有实力与丰田抗衡,比亚迪也深知自己的不足之处,所以压根没有想过造油电混动系统。当时的其他国产品牌也处在同样的境地,大家都刚刚起步,甚至还没有学会怎么造一台好车。在这种情况下,混动汽车研发上自然要更落后一些,也重心都放在燃油汽车上。

F3DM可以说与本田的IMMD混动系统非常接近了

比亚迪推出DM车型,四年后本田才发布IMMD混动技术。那为当年什么F3DM没有火起来呢?其实第一代DM车型还有很多不足之处,动力、驾驶体验等都要差一些。我们看看F3DM的配置表:
几个最关键的数据:三缸1.0L排量的发动机、发电机25kw、电动机50kw。这就是动力表现较差的根源,发动机、电动机功率偏小,导致在HEV模式下发动机无法提供足够的动力驱动车辆,驾驶体验自然要差很多。发动机功率不足,发电量偏小,驱动电机自然也难以吃到饱。再这样的动力配置下,驾驶感受是不会太好的,尤其是亏电后。

而本田的IMMD混动系统的表现则要好很多,可以媲美丰田的THS系统。下面我们对比一下本田与比亚迪混动的区别:
可以看出来除了电机与离合器布局不一样之外,电池容量不一样之外,两者混动原理几乎是一样的。

  • 两者都是混连型混动,发动机用来发电或者直接驱动车辆。
  • 为了改善动力/提高驾驶感受/降低油耗,本田的做法与比亚迪有所不同。例如采用了2.0L阿特金森循环发动机,热效率高达40.6%。
  • 同时采用了135kw的驱动电机,最大扭矩315Nm,发动机有足够的功率驱动发电机,电动机可以吃到饱,因此在串联模式下车辆动力表现是非常好的。
  • 大排量发动机高速巡航时动力表现/舒适性也是明显强于小排量三缸发动机的。

比亚迪之所以没有取得类似本田混动的成绩,完全是出发点不同造成的。在当时丰田混动一家独大的情况下,搞油电混动是不现实的。毕竟大家(国内所有的汽车厂商)温饱问题还没有解决、燃油汽车研发还有很长的路要走,自然无暇去研发油电混动汽车。


水墨丹青一世情


目前国内的技术,连丰田都盯上比亚迪了,你却在这里说国内没混动技术,你是眼睛不好使吗?


风雨无阻的小鸟


混动技术确实很难,国内做不好的原因一方面是基础技术积累有限,另一方面是国内企业浮躁,不能一直在一款构型上迭代优化,总是刻意模仿。

做了5年左右的整车控制软件,电控技术方面可以说一下自己的看法。

丰田做THS系统已经有20多年了,就在这一个构型上研究了这么多年,它的成功不是偶然。下图是THS系统结构原理。

本田做immd系统也将近20年了,开始推出时效果也不是很好,经过多年的不断优化和改进,最近几天才开始与丰田分庭抗礼。下图是immd结构示意图。

混合动力汽车(这里插电也一起说吧)电控技术的核心评价指标,与传统车差不多,需要有良好的经济性、动力性,就是驾驶员需要动力时动力要足,不需要太多动力时就保证经济性要好。核心电控技术包含能量管理策略(稳态)和执行器控制(含动态)。

混动车的能量管理策略直接决定车辆的经济性和动力性。个人觉得能量管理策略可以大致分为三部分:模式划分、电量平衡、扭矩分配

模式划分,混动车构型不同,包含的模式种类也差异很大,主要也有纯电模式、增程模式、混动模式。复杂的混动构型可能还有多个档位,也是模式划分需要考虑的。模式划分是这三个里面相对简单点的,一般构型的动力部件匹配完成后,根据各部件的外特性以及效率map、系统各种约束,就可以初步给出模式划分的边界条件。主要条件有车速、加速踏板开度、soc、电池充放电能力等。

电量平衡,主要工作是计算发动机的目标功率。目标功率计算主要参考驾驶员需求功率、电池为维持电量平衡的期望充放电功率、附件功率等。电池的期望功率是最关键的,需要保证在任何工况下都需要保证电池soc处于合理水平,当然这里插电和混动差异很大。

扭矩分配,如果发动机完全按照电量平衡后的请求输出,则这部分比较简单,发动机按请求执行即可,剩余需求其他电机完成。但是,这样可能不是最经济的,电量平衡请求的功率可能不是发动机的经济区域。如果发动机可以在电量平衡请求功率基准上做适当调整,去实现最优经济性,那这块可能也需要我做一些工作。(功率分配的主要难点是电量平衡策略与发动机最优工作区间之间权衡)

在能量管理策略(稳态)之后,还有执行器控制(把扭矩或转速协调放在这部分),包括动力部件控制、液压系统控制,这部分内容也跟关键,直接决定模式切换的响应速度和平顺性。离合器的非线性TP特性,发动机的扭矩无法精确得到等等都导致切换的平顺不太好解决,双离合变速器顿挫以及P2启发动机顿挫原因也类似。下图是P2结构示意图。

总之,混动技术的难度还是挺大的,需要好的构型加上好的策略,希望我们这一代工程师能静下心来,搞出一套能与国外竞争的混动系统。


新能源汽车控制


你可能是指的日系车,比如丰田和本田的混动双擎技术。这种技术倒不是很难,若是车企真想研发,一定能成功。

就算国产车研究这种混动双擎的技术不能成功,那,大众、通用等车企为什么不做?有人说这是因为丰田享有混动技术的专利!所以其它车企制造不能。但本田既然能绕开丰田的专利,其它车企就不行?是吧?看来不是不行,而是没必要。

为什么没必要呢?参考国内日系混动双擎的例子,购买它们不能上绿牌,也不能享受购车时的国家补贴,也就是说,国家和政府根本就不承认它是新能源和绿色出行车辆!那么,国内的众多自主车企花费大气力,也成功的绕开了丰田包括本田的专利,比如长城哈佛混动双擎车型终于成功的上市发售了!有什么意义?还是不能挂绿牌,照样也不能享受购车补贴,那么,为研究这种混动双擎技术投入的经费值得吗?只是因为各大自主车企都是闲的蛋疼,没事找事玩?

是吧?完全没必要!而且,丰田和本田的混动双擎技术本身就是过渡品,起码在中国——这个世界上最大的汽车市场来说,就是铁定的过渡品!这个你不服也得服!而且还是大写的服!国家的政策方针,也从来不以个人或者是几个企业而转移。

丰田自然也明白这个道理,所以现在丰田雷凌和丰田卡罗拉都推出了插电混动车型,这类的可以挂绿牌,也能享受相关的购车补贴。

丰田的混动双擎技术既然某些人认为特别高级,所谓的世界上只有两种混动,一种是丰田混动!一种是其它混动。

那,既然丰田的混动(指混动双擎)这么高级,它还推出插电混动车型干嘛呀?是吧?岂不是脑子有病!自己给自己打脸?所以说,这就是丰田的对市场妥协,愿赌服输,你既然想在中国市场卖车!那就要适应并服从中国市场的规则。否则你去印度尼西亚,让凯美瑞混动上绿牌好了!我们中国人都买特斯拉就可以。

其它车企,特别是国产自主车企一看,混动双擎技术的元老——丰田都这样了!你告诉我,他们还有何研究混动双擎技术的斗志和动机?

只会毫无兴趣!

现在就是这样,丰田的混动双擎技术在国内以象征性的一元转让,还几乎没人愿意买,因为买来没用,买它干啥呀?造出来的车照样不能挂绿牌,也不能享受购车补贴,只是白白的增加了造车成本,然后车辆的售价肯定也会提高,而消费者不见得会因此而买账,投入的成本既然提高不了销量,从政策方面来说,还是典型的半成品,以后铁定也要被淘汰或者被转型,真可是纯粹的费心费力不讨好!

也可以参考宝马的例子,丰田那1.2t涡轮增压发动机的技术,就是卡罗拉和雷凌使用的那款小排量1.2t涡轮增压发动机,就是丰田用混动技术跟宝马换来的。丰田把换来的这款1.2t涡轮增压当成了主力武器,用作卡罗拉和雷凌的大规模走量。但问题来了!有了丰田混动技术的宝马,为何不用呢?是不是也认为这种技术,哪怕连一元钱,都不值?我觉得,宝马应该也是有它自己的考虑。


红剑鱼


你看和谁比,大众宝马那种插混,比亚迪都有,不叫事,丰田本田那种就有问题了,差距几十年吧


火龙果r


提问的人无知,混动技术国内早就有了。在回答问题前需要先了解一下什么是混动技术,啥和啥混?所谓混动技术,关键就是个“混”字,是指电和油共同驱动车子的技术。以丰田为代表的混动技术,就是在油车基础上装个小电池,通过行星齿轮技术把两种动力结合共同驱动车子。因为车子启动时最费油,所以这时候用电驱动,就可节省燃油。车子行走后通过富裕能量和刹车又可给电池充电。国内最早的混动车是比亚迪F3DM,在2010年就量产上市,他与丰田混动节能的道理相同,只是电池比丰田混动车更大,这样的结果是用电行驶的里程长,同时需要外接电源补电。因为单靠动能回收不能满足大电池的容量。比亚迪混动技术已经发展到第三代,代表车型唐DM。是一款中型SUV,这是一款网红车,大家随便一搜就有他的新闻,他经常和超跑比速度,和硬配越野比冰面,还经常拔河。而且经常取胜。日系混动在他面前是小弟弟,因为4.5秒破百的能力日系混动做不到。


秋生144815808


提问的人是不是被判了十年刚放出来?这个问题严重脱离社会现象。你没看到中国这么多混动车很多都是国产品牌吗?所谓混动技术,是指电和油共同驱动车子的技术。国外有丰田为代表的混动技术,中国有以比亚迪为代表的混动技术。比亚迪的混动技术已经发展到第三代,代表车型就是唐,宋,秦等车型。大家随便百度一搜就有比亚迪的各种新闻,特别是唐的混动,日系混动在他面前头都抬不起来。因为2.4吨重的车4.5秒就能破百的能力日系混动根本做不到。所以才有丰田找比亚迪合作,奔驰找比亚迪合作等事情不断发生。建议以后提问的人先自己百度一下,百度找不到的再来这里寻求帮助。


烽尚


不懂得别瞎扯了,就是专利技术壁垒的原因。

丰田为他的双擎和爱信at系列变速箱申请了你难以想象的专利系统,这世界上一种产品的最优设计方案就那么一两种,被人家早一步弄出来申请专利了就绕不开。比如爱信精工(丰田旗下)at变速箱,把关键控制器油路设计全部申请专利,采埃孚又申请了一部分,只要别人设计的有一点相似,就是起诉,(这可不像外观仿制能饶了你,核心要命的技术被仿制了,丰田法务部绝对玩命)国产盛瑞只好采用其他设计方案,但是at变速箱最优设计方案和其他次优设计方案还是有差别的,(大众不计成本开发dct双离合也是这个原因),没办法。同理,丰田双擎专利壁垒太高,其他车企只有走差混路线,起码比亚迪把这个方案一部分专利死死抓在手里。要怪只能怪中国车企研发起步晚,别说什么技术不够,现在一个汽车早就没有什么秘密技术了,制造的一模一样双擎难,制造个80%水平的双擎分分钟的事,但是专利壁垒绕不过去。


梦晓之战


现在国内买车就买hev,hev混合动力就是电动化汽车。未来国内是电动化的汽车时代,电动化不等于纯电动车,丰田本田自吸和混动车的有100万公里不大修的可靠性,德系车没有,丰田本田是有hev混合动力技术的品牌,德系车有hev技术吗?德系车大本营欧洲主攻柴油原版车,柴油机效率比汽油机高太多了,油耗低到4-5升,欧洲家家户户都是柴油车,不会为中国研究汽油混动技术的。混动技术只为提高汽油机能效服务,符合国内能源政策。真混动,不插电。双田未来全部混动化(电动化),再强调一遍,电动化不是纯电动车,纯电动在中国只是政策流行,不然早看不见了。现在已经到了电动化汽车的时代,谁还在吃老本?看看奔驰e260,40万标价的车用1.5t?在中国没有汽油混动技术,德系车在中国未来会看到更多三杠小排量豪车。在看本田immd混动技术(immd智能多模式驱动系统)加持雅阁crv奥德赛等车型,发动机只用来发电,电动机驱动,电动机扭力高达315nm,电机1000转最大扭力就有了,4个油百公里,阿特金森引擎就是个燃油充电宝,大多数时间都是一台增程式电动车,不插电,这是多牛逼的技术。你可能会说混动车换电池贵,真混动不插电,电池就是缓冲区,浅充浅放电池很小,换一次1万多,第一代普锐斯60万公里还没换过电池的多的是,百公里城市就4个油。这种真混动(不插电混动)技术传统车企没有多少年的技术积累是做不出来的,hev技术已经领先传统汽油车一个时代了。5g手机时代你还会买4g手机吗?可以预见几年后的未来,随着hev大量普及(电动化汽车),和hev极高的驾驶乐趣,市场占有率会进一步提高。我比较担心双田会形成寡头车企,靠技术垄断影响其他车企的生存,损害消费者利益,希望其他车企加油。


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