年,混动突然火了。
过去很多年,混动在中国市场施展不开拳脚。在老百姓的认知中,它比汽油车贵,又享受不到纯电动车的很多优待。
但是今时不同往日,一边燃油车退出历史舞台已成必然,另一边纯电动车大规模普及尚缺乏基础条件,再加上持续飘红的油价,混动反而成了老百姓当下购车的最优解。
而混动的山头也不再是日系独占,如今插满了自主的大旗,比亚迪的DM-i、长城的柠檬DHT、长安的蓝鲸iDD、传祺的GMC2.0、上汽的EDU、吉利的雷神混动、奇瑞的鲲鹏DHT……
这甚至给人一种错觉,仿佛自主品牌们一夜之间就破解了困扰它们多年的技术难题。
事实当然并非如此,混动对自主品牌来说是比纯电更难啃的骨头,要绕开日系技术的专利封锁,要打破外资品牌在核心零部件上的技术垄断,还要让产品更加适合中国路况、符合中国人的用车习惯……
每一个小山头想要攻破都并非易事。
“两田”之外
“世界上有两种混动技术,一种是丰田,一种是其他。”这曾经是混动领域的至理名言。
在混动界,丰田确实是老大哥,年就开始技术研发,年推出了第一代THS混动系统。
丰田做混动的出发点就是让节油效果最大化,追求极致的发动机最优能耗,为此不惜舍弃一部分动力性。它采用的功率分流式油电混动技术,最核心的是一套行星齿轮机构,而且为此申请了专利。
所以在丰田之后,其他车企只能绕开依托于行星齿轮的功率分流式混动技术做文章,在串联、并联和串并联式之间做选择。
串联式是结构最简单的,驱动靠电动机,发动机只负责发电,它还有个如今被大家熟知的名字——增程式。
几年前通用汽车推出过几款串联式混动车,但是市场接受度不高,它的最大问题就是中高速且匮电工况下,油耗比汽油车还高。
欧系车企选择了另一种结构也相对简单的方式——并联式,在燃油车的基础上加一套电驱系统就能实现,但极为依赖外部充电,也存在匮电工况下高油耗的问题。
同为日系的本田推出的i-MMD混动系统,选择了串并联式,发动机既能充电,也能直接参与驱动,动力相对更强。
但是i-MMD混动系统也有短板,因为只有一个档位,发动机介入驱动的时候无法变速,所以介入的条件很苛刻,中高速路段动力表现仍然是弱点。
球抛到了自主品牌手中,到底应该选择哪种模式?
“最早不管是比亚迪也好,还是吉利、长城也好,大家都跟着欧系做了并联混动,但是尝试过后发现并不适合中国市场,主要是匮电时节油率不理想。”
一位参与长城柠檬DHT技术研发的工程师告诉我们,意识到并联混动不适合中国市场后,包括长城在内的大多数自主品牌都转向了双电机串并联的方案。
年,长城汽车立项研发全新的混动平台,也就是如今的柠檬混动DHT系统。
这套系统拥有EV行驶、串联驱动、发动机经济直驱、发动机动力直驱、并联驱动和能量回收模式在内的6种工作模式,不管你驾车时处在起步阶段、拥堵路段还是高速超车场景,长城自主首创的双电机HEV架构可以智能切换与之相适应的工作模式,让车辆在全场景、全速域下都能拥有最佳表现。
“而针对消费者普遍反映的混动车中高速行驶时“太肉”,加速没劲儿的问题,长城的工程师们选择另辟蹊径,“通过大量的仿真分析,和蜂巢动力(注:原属长城汽车旗下的零部件部门,后独立运营)的伙伴们反复研究讨论,我们发现加入两档变速机构后,发动机能更早介入驱动,弥补了性能上的不足。”
更多的挡位能降低发动机介入驱动的条件,据说本田下一代的i-MMD也会多增加一个挡位,其他自主品牌甚至已经推出了三档混动技术。
但是对混动来说,档位并非越多越好,“搞研发就是断舍离,不光要考虑性能,还要考虑空间布局、成本、安全性各个方面的综合效果。”
最终经过反复论证,长城柠檬DHT选择了双档串并联这个兼顾油耗、动力、平顺性和NVH的最优解。
在知乎上,有人试驾了长城魏牌玛奇朵DHT后写道,“世界上有两种混动技术,一种是长城,一种是其他。”
零的突破
技术路线选定了,只是第一步。
要研发出具备完全自主知识产权的混动技术,绕开外资品牌的技术垄断,从平台到架构甚至核心零部件的开发都要从零开始,即便是发动机轴瓦这样一个零部件,也会成为前进路上的拦路虎。
蜂巢动力的工程师对此印象深刻,“混动发动机不是一直在工作,面临更频繁的起停,轴瓦磨损严重。”
做样机测试的时候,工程师发现轴瓦磨损后不仅引发发动机异响和油耗升高,情况恶化下去还有可能导致发动机报废,问题很棘手。
项目组紧急拿出了5种设计方案,经过仿真模拟计算和大量试验后选定了其中一个,在轴瓦表面增加了耐磨涂层提高可靠性。
最终通过总计超过小时的台架验证和万公里的整车耐久试验,轴瓦磨损问题没有再出现过。
更多的难题还在前面等着攻克。
4B15D发动机上需要搭载一个VGT增压器,兼顾高低速的动力输出同时减少泵气损失、降低油耗,还能耐受更高的排温,实现更低排放。
但是温度越高,就意味着控制VGT截面变化的转动销发生高温粘结的风险就更大,如何设计增压器叶轮、流道获得更高的效率,同时提升VGT转动销/轴的耐久可靠性,这些技术之前都是外资垄断的。
求助于人自然是最便捷的,但这意味着在核心零部件上长城依然会受制于人,所以工程师们决定自己啃下这块儿骨头。
开发过程中各种麻烦接连出现,VGT高温下卡滞、叶片磨损异常、涡壳开裂……不过这些没有让团队打退堂鼓。
“我们选了10多种耐高温材料,重新匹配配合零件材料和TMF模拟分析,进行结构优化,又经过了小时以上的台架试验和30万公里以上整车搭载验证,最终推出了一款耐高温、耐磨且成本均衡的VGT增压器产品。”
这个拥有19项专利的增压器产品如今成为了蜂巢动力的拳头产品,而在这两年半的研发和试验验证过程中,像这样难啃的硬骨头对柠檬混动团队和蜂巢团队的工程师们来说,已经是家常便饭。
脱胎换骨
除了攻克技术难题,一个涉及长城汽车内部如此多团队的超级项目,部门之间的协同也是一个大难题,尤其要在两年多的时间内实现从立项到技术发布,极为考验团队间的协作力。
长城汽车挺得过明年吗?很多人都对年长城汽车成立30周年之际,董事长魏建军的这句发问记忆犹新。
而魏建军给出的答案,就是对整个长城汽车组织架构的变革与颠覆,提出了“扁平化”的管理模式和“强后台、大中台、小前台”的组织型态。
事实上,从年柠檬混动DHT项目立项开始,长城内部就已经尝试这种新的管理模式了。
“项目初期魏总就要求成立一个执行力很强的大项目机制,技术中心的规划、设计、研发团队,零部件这边蜂巢的发动机、变速箱、电机、电池的团队都在这个部屋里,定期例会、联合调试、联合汇报。”
参与研发的工程师说,每一个技术方案的审核,魏建军都亲自参加,做到了从高层到每个团队的工程师,大家都对整个项目进展有整体的了解,清楚每个环节的进度。
产品落地后,这种扁平化的科技公司管理模式也有助于后期的产品优化升级。
“可能以前搞研发的人就只
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