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技術解密:混合動力衍化史:從弱混到強混

  混合動力技術最早出現在上個世紀80年代末,距今整整20年。“混合動力”這一最容易普及的新能源技術,在漫長的開發歷程中,不斷吸引到許多廠商參與研發,這其中也有許多廠商中途放棄了。

  但凡新技術的推出,總會有個從稚嫩到成熟的過程——在這20年間,以通用、奔馳、寶馬為代表的主流汽車廠商,對混合動力系統投入了海量資金,不斷促進新技術向量產轉化。經過不懈努力,混合動力技術在20年間實現了從弱混到強混的進化,從低效到高效的提升。尤其是在近一兩年,一批擁有較強商業化價值的混合動力車型相繼量產上市,讓人們看到了混合動力的未來已不是夢。

  我們放眼全球市場,已經投入銷售的各類混合動力車型包括豐田普銳斯、奔馳SMART以及最新上市的全球首款強混合動力全尺寸豪華SUV凱雷德等等。從技術水平上來歸類,這些車型可以分為“強混”和“弱混”、“輔助混合”三種類型,其中強混與弱混最為常見。

  弱混合動力車的電動機功率通常只有大約20千瓦,它們的電動機主要是在剎車時將汽車的動能轉換成電能,而在起步時則提供額外的扭矩。開發弱混合動力的成本相對較低,目前的發動機室和底盤的設計不用做太大改動。弱混合動力也不需要更大的電池。但弱混合動力的缺點也非常明顯——低效能的電驅動只在很有限的條件下奏效,由此也只能帶來最多15%的油耗降低,而對於大型豪華車、大型SUV等傳統高動力需求的車型,弱混合動力幾乎無效。

  近年來,為滿足未來主流車型混合動力的技術需求,全球三大豪華廠商凱迪拉克、寶馬和奔馳聯手推進了一項名為“2-MODE”的強混合動力技術。與弱混合動力技術和輔助混合動力技術相比,強混合動力系統擁有4大特征,包括完善的制動回收系統、電動助力系統、節能起停功能和電力驅動系統,該項技術的第一款產品就是新近亮相的凱迪拉克全尺寸豪華SUV凱雷德的Hybrid版。

  以這款三大公司共同研發的凱迪拉克凱雷德Hybrid技術為例,這款代表未來混合動力技術特點的雙模強混合動力車型,也是全球首款全尺寸豪華混合動力SUV。該技術平台上還將很快誕生寶馬X6 Hybrid車型。該技術采用雙模式主動變速箱技術,經實驗證明,與搭載同排量普通發動機的車型相比,高性能混合動力車型同比可以降低至少25%的燃油消耗和尾氣排放,在城市擁堵路況下更是可以節省超過40%的燃油,節能效果顯著。 

技術解密:混合動力衍化史:從弱混到強混

  率先投入商業運營的凱迪拉克凱雷德Hybrid的雙模式強混合動力系統由一台6.0升V8發動機和2台83kw電動機組成,它們之間用串聯的方式組成2mode hybrid的動力單元。發動機驅動發電機發電,電能通過控制器輸送到300V鎳镉電池或電動機,由電動機通過變速機構驅動汽車。

  低負載時由電池驅動電動機驅動車輪,高負載時由發動機帶動發電機發電驅動電動機。當車輛處啟動、加速、爬坡工況時,發動機、電動機組和電池組共同向電動機提供電能;當電動車處於低速、滑行、怠速的工況時,則由電池組驅動電動機,當電池組缺電時則由發動機-發電機組向電池組充電。

  2mode Hybrid強混合動力系統適用於城市內頻繁起步和低速運行工況,可以將發動機調整在最佳工況點附近穩定運轉,通過調整電池和電動機的輸出來達到調整車速的目的。使發動機避免了怠速和低速運轉的工況,從而提高了發動機的效率,減少了廢氣排,而城市油耗降幅更高達40%。官方給出數據顯示,凱雷德hybrid的綜合油耗僅為11.1升,這一油耗和一輛1.8排量的轎車無異。

  目前凱雷德Hybrid是市場上最先進的強混合動力車型代表,其後還將有寶馬和奔馳的同類車型上市銷售,據悉這種Hybrid技術不僅節能效果明顯,動力強大,同時還能擁有非常安靜的駕乘享受,特別適合豪華車的特質。雖然,以凱雷德Hybrid 136萬的售價來看,雙模強混合動力技術並不是工薪階層所能承受的,但它的存在預示著一種趨勢的到來,也讓人們相信未來強混合動力系統將會自上而下,普及到眾多車型,相信在不久之後大眾消費者也將受益於此。