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硬核解讀:長城新混動技術Hi4讓“兩驅”成為過去?

2003年3月10日,長城發布了新壹代混合動力技術——HI4。

這項技術在結構上與現有的混合動力有很大不同。可以小成本實現新能源汽車的電動四驅,讓消費者用兩驅的錢買到四驅,讓電動四驅汽車的普及成為可能。

長城汽車甚至直接喊出了口號:“把中國汽車帶入全民電動四驅時代。”

國民電動四驅?言下之意是不是要把雙輪驅動“幹掉”,讓它成為歷史?

好大的口氣!

相信妳此刻已經提出了很多問題,比如:長城Hi4與其他混合動力技術有什麽區別?它的低成本電動四驅是如何實現的?哪些車會搭載Hi4?要花多少錢?

別急,我們壹點壹點來分析。

混合動力汽車的基本結構

從廣義上講,既能燒油又能使用電的車,能叫“混動”嗎?。但是,如何實現這個目標,不同的廠商往往有不同的解決方案。

比如電機的位置不同,會對混合動力系統的結構和效果產生很大的影響。

根據電機的位置,電機可分為P0~P4和其他布局。下圖可以很好的體現不同布局之間電機的差異。

P0電機:位於發動機的皮帶端,由皮帶驅動,功率和扭矩較小,主要負責發動機啟動輔助和發電。輔助傳動中,動力通過皮帶傳遞,作用有限;

P1電機:位於發動機飛輪端,離合器前方,由發動機曲軸直接驅動。其功率比P0電機大但有限,功能與P0電機基本相同。但在輔助驅動中,動力是通過曲軸傳遞的,其作用大於P0電機。

P2電機:它位於離合器之後,變速器之前,與發動機不在同壹個殼體內,所以可以體積更大,功率更高。同時,由於它和發動機之間有壹個離合器,可以獨立驅動車輪,而不需要驅動發動機的曲軸,使得純電驅動成為可能。但因為動力也是經過傳動的,所以動力傳遞還是有壹些損耗的;

P3電機:位於變速器後面,布局空間更大,動力可以進壹步提升。同時動力輸出可以不經過變速器直接驅動車輪,純電驅動時效率更高,所以主要用於驅動電機,不負責發電等工作;

P4發動機:它與發動機不在同壹軸線上,通常位於後輪軸,與發動機沒有動力連接,而是通過地面與前軸耦合。P4電機壹般用於性能車補充動力,同時還可以與前橋實現電動四驅。

不難看出,P0~P4汽車有自己的特點。不同廠家混動技術的差異,也可以簡單的看成是不同電機的組合。

比如比亞迪的DM-i就是P1+P3電機的混動系統。其中,P1電機主要用於發電,P3電機主要負責驅動車輪。發動機和輸出軸之間有壹個離合器,通過離合器可以斷開或連接發動機的輸出,切換純電動/並聯/直驅模式。

圖片來源:知乎網袁琪

這套系統的優點很明顯:沒有變速箱,結構簡單,成本低。低速時,離合器可以使發動機只驅動P1電機發電,長時間保持在最佳效率區間工作,再通過P3電機驅動車輪,從而實現增程式串聯混合動力。高速時可以直接驅動發動機,減少動能傳遞帶來的損失,也可以和P3電機並聯驅動,帶來更好的動力。

可以看出這套系統最大的優點是節能,但它也有缺點:因為沒有變速箱,發動機和P3電機用壹個減速器,發動機在直驅和並聯時都是單擋工作,所以DM-i的發動機只有到了壹定速度(官方數據在60-70km/h之間)才能直驅或並聯。

這使得DM-i發動機的動力在中低速時沒有得到充分發揮,整車動力表現壹般。同時由於整個動力系統都在前軸上,很難實現電動四驅。

為此比亞迪隨後推出MD-p,采用P0+P3+P4的架構:

由於後輪軸大功率P4電機的加入,以雙電機的形式提高了車輛的性能,同時實現了電動四驅,但成本和價格也大大增加。

回到長城。他們的“檸檬混動”也采用了P1+P3的布局,同樣支持混聯式,但是在離合之後增加了壹個混動專用的兩檔變速器,也就是我們常說的“DHT”。

圖片來源:知乎網袁琪

正是因為這款雙速DHT的加入,使得檸檬混動可以實現雙速直驅/並聯,讓發動機在中低速時(官方數據為40km/h左右)及時介入並聯模式,顯著提升了車輛在中低速時的動力表現。

但這依然無法解決P1+P3布局難以實現四驅的問題,所以長城推出了四驅專業化混合動力配置——HI4。

Hi4和其他混動有什麽區別?

與現有的混動系統不同,長城Hi4采用了P2+P4的混動配置,即前軸電機位於離合器之後、變速器之前;以前的P3驅動電機現在已經轉移到後輪軸,成為P4電機。

獨特的電機布局使這款Hi4具有以下特點:

1:前橋電機可以直接驅動車輪,不需要驅動發動機曲軸,所以損耗小;

2.前橋電機的動力輸出也通過2速變速器,可以實現高扭矩/高轉速切換;

3.通過離合器,發動機還可以實現直驅,同時二速DHT可以實現中低速介入和並聯;

4.通過離合器,發動機帶動前橋電機發電,後輪軸電機獨立驅動,實現串聯(增程式)純電動後驅;

5.前後電機同時工作,可實現純電動四驅;發動機啟動後,還可以並聯四驅,實現系統動力的充分釋放。

不難看出,Hi4的P2+P4配置最大的亮點在於,在不增加電機數量的情況下實現了四驅,使得整體成本可控,四驅技術的普及成為可能。

有人可能會問:四驅有什麽好的?為什麽壹定要加入?

我們知道,四驅就是讓汽車的四個輪子都有動力,給車輛帶來更好的操控和通過性。但傳統燃油車由於動力源(發動機)單壹,往往需要復雜的機械傳動結構來實現四驅,會大大增加成本,所以只有部分車型可以搭載。

汽車電驅動後,動力源變成了電機,只需要兩臺電機就可以輕松實現汽車的電動四驅。

同時,Hi4的電動四驅不同於傳統的四驅,因為它不依賴機械傳動,所以前後橋的動力(扭矩)輸出可以靈活調節,進壹步提高了汽車的操控性和通過性。

電動四驅的存在,還可以使動力輸出不局限於某壹個軸,基於四輪的抓地力實現更好的性能釋放,減少扭矩過大、功率過大導致的打滑。

此外,電機在能量回收上也有壹個“最佳工作區間”,能量回收在高速時可能會突破這個區間,造成能量浪費。Hi4在能量回收上充分利用了雙軸電機,可以實現雙軸能量回收/單軸能量回收,能量回收效率更高,體現在續航裏程更長。

對此,我只想說:四驅將成為汽車電驅動的核心優勢之壹。

然而,Hi4的P2+P4配置也面臨許多困難。第壹件事是P2汽車公司的安排。

離合器和變速器之間的空間有限。這裏放壹個傳統電機,只能在體積和功率之間選擇。長城Hi4技術直接將P2電機和電控集成到DHT變速器中,形成壹套“DHT電驅動總成”。

這套“DHT電驅動總成”通過齒輪結構與發動機緊密結合,不僅節省了軸向空間,還進壹步降低了制造成本,成為Hi4低成本四驅的關鍵。

另壹方面,為了在有限的體積內實現高功率,Hi4的電機還采用了發針扁線纏繞、可變潤滑流量控制、低阻高效軸承等技術,使其電機最大效率達到94.3%,最大功率達到80kW(另有70kW低功率版本)。

哪些車會搭載Hi4混動?多少錢?

據發布會透露,首款搭載Hi4 hybrid的車型將是哈弗的壹款新車,於3月底正式亮相。根據哈佛之前的定價策略,以及Hi4 hybrid以“技術普及”為目標的技術定位,毫無疑問,它將瞄準最主流的市場。畢竟長城的豪言壯語已經放出來了:“兩驅的價格和能耗,四驅的性能和體驗”,或許在價格方面可以期待壹下。

此外,根據發布會前的媒體溝通會,Hi4將有兩個動力總成:

低配:1.5L發動機+70kW變速箱+150kW後輪軸電機;

高配:1.5T發動機+80kW變速箱+150kW後輪軸電機。

同時,電池組還將有19.94kwh/27.5kwh兩種容量規格,整車純續航可達100+km,系統功率範圍可達220kW~350kW,覆蓋A/B/C級。

可以預見的是,不僅僅是哈弗,Hi4混動也會在更多品牌中應用。作為長城品牌的中流砥柱,哈弗確實是最有可能實現技術快速普及的銷售平臺。

當整個市場都在通過減少分銷和降低成本進行價格戰的時候,長城通過技術增加產品,希望通過產品力的飛躍來搶占市場。無疑是冒險之舉,但也顯示了長城的決心。

從技術角度來說,Hi4的優勢很明顯。電動四驅的諸多特性,顯著提升了車輛的操控性、通過性和安全性。更重要的是,這套系統的成本和現有的兩輪驅動檸檬混合相差不大,最終產品的價格也會基本相同。

但是在市場上,還有壹個疑問,就是在降價和電動四驅之間,消費者會如何選擇?

市場會告訴我們答案。

本文來自《易卡諾》作者。點之石,版權歸作者所有。任何形式的轉載請聯系作者。內容僅代表作者觀點,與車改無關。

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