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燃油汽车向纯电动汽车过渡的最佳方案_动力

admin 汽车保养 2020-10-12 02:12:13 10 0
原标题:燃油汽车向纯电动汽车过渡的最佳方案

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动力性能平衡分析

PHEV混动的开发目的是节能减排,特别是对石化燃料的节约,各个车企根据各自混动技术路线、选择不同的性能路线进行重点开发。本文选择典型的PHEV车辆分析,各个车型动力参数和整车动力性和经济性具体见表5。

燃油汽车向纯电动汽车过渡的最佳方案_动力

分析市场已有插电式混合动力SUV,在动力性和经济性方面,大致可分为三条路线:

(1)动力性路线 PHEV的动力比传统汽油版和HEV更加适合开发动力性能、以比亚迪唐为代表的混动车型。该类车型匹配排量在2.0L及以上的增压发动机,功率在150kW以上,将纯续驶里程提高到100km,0到100km加速时间在6s以内,但会牺牲经济性,条件B的油耗基本在7~8L/100km之间,综合油耗在2.0L/100km。

(2)经济性路线 该类车型匹配排量在1.5L左右的增压发动机,功率在120kW左右,0到100km/h加速时间在8.5~9.0s之间,动力性水平与同车型的2.0T发动机版本传统车接近。而条件B的油耗在6.0L/100km上下,在纯电续驶里程紧贴50km的限值条件下,能够使综合油耗降低到2.0L以下。

(3)动力性能平衡 PHEV有大容量电池组的支持,燃油部分和电动部分可以强势叠加,产生远超燃油车的动力性能,而且节气门响应更快。大部分车型支持纯电全程使用工况条件,更接近电动车的驾驶特性,更加关注B阶段(不充电油耗),比如丰田卡罗拉双擎(混动)E+,完全不充电油耗仅4.3L/100km,比混动版高0.1L/100km,对充电条件的依赖度极低;本田基于i-MMD混动系统的SPORT HYBRID e+,纯电续驶里程在110km以上(JC08工况),在大部分通勤场景中都可以不启用发动机发电,性能目标为“无限接近EV的全新插电式混动系统”,完全不充电油耗仅4.5L/100km。

主要结论

本文针对PHEV车型涉及的动力总成架构、动力总成技术、能量管理策略及整车动力性能技术发展趋势及优化方向进行剖析,主要结论如下:

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1)PHEV车型可平衡补贴退坡、零部件价格和里程需求增加之间的矛盾,符合国家电动化发展战略需求,是对燃油车节能和纯电动平台技术的有益补充,也是我国新能源汽车产业中期(2020年-2035年)发展规划重要的组成部分,对汽车行业节能达标具有重要意义。

2)混动架构多样性发展。从日系、德系、美系和中国品牌的主流车型混动构型分析,可以分为动力分流深度油电混合、单电动机双离合技术、串并联混动技术和后驱动桥P4+混动技术,各种技术各有其优点和不足,呈现百花齐放格局。各个主机厂根据自身的混动技术路线,选择最佳的动力总成架构进行开发匹配,使得整车具有良好的动力性能。

3)混动动力总成发展。领先企业如本田、丰田、奇瑞和长安混动专用发动机热效率基本上达到40%以上,未来发展提升目标40%~45%;混动变速器向集成化、小型化、高转速和高转矩方向发展;在功率密度上,不断追求最佳的性能;电池电量逐年提高,基本达到13kW以上,深度挖掘电池的热管理,实现降油耗。

4)能量管理策略发展。PHEV能量管理策略从当基于规则策略向两种互补特性组合的混动控制策略发展,如采用全局算法和规则算法结合具有5%节油效果;基于行驶工况预测的控制策略已经在奔驰(ECO辅助功能)来实现;基于驾驶风格、道路和载荷等要素协调控制,中汽研采用45种模型进行细化研究;基于云技术的分层计算,可大大提升计算效率,为混动能量管理多信息融合策略提供了新思路。

5)动力性能平衡发展。PHEV性能呈现两级分化,以唐为代表的多电动机高功率方案,其百公里加速时间均在6s以内,具有良好的动力性,综合油耗能够控制在2.0L/100km左右;以丰田卡罗拉为代表的深度混合动力方案,其综合油耗在2.0L/100km以下,其B阶段油耗达到4.3L/100km,对充电条件依赖极低,具有良好的经济性及一定代表性。

6)PHEV其他关联技术。如相对燃油车较高的研发成本控制、混动发动机和电动机NVH控制、高速电动机轴承耐久、动力电池深充深放寿命问题等,需要后续进一步探讨和解决,以确保PHEV车型能够与燃油车和纯电车型在竞争过程中更有优势。

结 语

PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,插电式混合动力)车型的电池容量大,能够接入外部电网充电,兼具燃油动力和电动驱动系统的优点,将是应对未来中大型车降低油耗压力的有效手段。行业内普遍认为,PHEV是传统燃油汽车向纯电动汽车过渡的最佳方案。

燃油汽车向纯电动汽车过渡的最佳方案_动力

本文已在《汽车工艺师》杂志2020年第 10 期发表,欢迎联系小编索取

编辑:畅 达

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