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功夫汽车 | 决战“电混动”之巅

功夫汽车 | 新中产阶级的汽车读物。 2022/01/20 13:20

对于混动车型来说,2021年绝对是值得铭记的一年。

年初比亚迪三箭齐发,秦PLUS DM-i、宋PLUS DM-i以及唐DM-i横空出世,迅速成长为爆款;到了年末,日产e-POWER首度国产,首款车型轩逸e-POWER就拿下大笔订单,让增程式混动再成热点。

“老将”本田也发挥出色,2021年全年SPORT HYBRID(锐·混动)车型销量达到了233801辆,创下了历史最高记录。

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除了混动顶了“半边天”的丰田之外,这三家已经成为混动市场上最炙手可热的新三极。也有很多用户有疑问,它们互相之间的关系到底是什么样的。

今天功夫汽车就从技术路线和积累的角度,与大家聊一聊三者之间的区别。

本田i-MMD,“电混动”的开创者

与丰田一样,其实本田做混动的时间也可以追溯到90年代。它在1997年就开发出了第一代混合动力系统IMA(Integrated Motor Assist),首款搭载该技术的车型Insight甚至比丰田Prius先登陆美国市场,实现了混动破冰。

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这套系统采用的是并联式结构,以发动机作为主动力源,驱动电机辅助工作,补足发动机效率不足的部分,其实与现在大多数德系PHEV的设计思路类似。优点是结构简单、性能出色,缺点当然也类似,那就是“造血”能力弱,一旦出现“匮电”,驾驶体验和油耗表现都会大打折扣。

本田这套系统发展了足足15年,甚至已经发展到了第七代。截止2012年9月,它的混动车型累计销量达到了100万辆,但同期丰田THS混动车型的销量为700万辆,这一下子就让本田心态崩了。它敏锐地认识到,继续走这条路线,只会被老对手丰田越甩越远。

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到了2013年,本田推出了全新的i-MMD(Intelligent Multi Mode Drive)混动系统,它采用了一种全新的思维来解决问题,那就是不再是油为主,电为辅,而变成电为主,油为辅。

我们看一下i-MMD的工作原理,其实非常简单,它只有三种工作方式:首先是纯电模式,就是电池带动电机驱动;然后是混动模式,发动机发电带动电机驱动;再就是发动机直驱模式,通过离合器与车轮耦合驱动。当然,三者也可以协同,比如发动机直驱与电机驱动共同发力,实现更强的性能。

而在市区的绝大多数工况,它的工作模式其实都是发动机发电的混动模式。发动机始终在高效区间工作,通过多用电的方式,实现了节油。

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我们来对比一下i-MMD与其他混动系统,雅阁锐·混动采用的是2.0L自吸发动机,性能比起凯美瑞双擎2.5L和迈腾GTE 1.4T都要弱,但它用上了一个135kW的大电机,这让它的性能与后两者基本持平。甚至得益于电机可以第一时间输出最大扭矩,它的0-60km/h加速比后两者更快。

而从综合油耗来看,雅阁锐·混动与凯美瑞双擎基本打平,“匮电”油耗比迈腾GTE强得多。从结果来看,本田这种以电为主的混动架构,既简单又效率高,似乎是得来不费吹灰之力。

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但实际上得益于本田解决了一个核心问题,那就是它可以发动机发电直接带动电机驱动,而不是先充电给电池,再通过电池放电给电机驱动。这样一来,对于电池的负荷大大减少,电池只作为一个能量池,始终维持55%以上的电量,寿命大大延长。

这一点,对于后面混动技术的发展产生了深远的影响。

日产e-POWER,真正的效率之王

自从2013年初代i-MMD车型上市之后,本田迅速成为丰田之后混动市场上的另一极,日系三强的另一家日产也坐不住了。

2016年,日产推出了首款混动车型NOTE e-POWER,结果上市四个月就把丰田Prius拉下神坛,夺得了日本同级销量冠军,并在接下来的四年两次夺得日本汽车技术大奖,成为了日本本土最火热的混动技术。

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要细说起来,日产e-POWER的技术架构倒也没有什么特别的。它的主要特点就是,发动机100%发电,电机100%驱动,也就是车辆所有的驱动工作都是由电机完成的,所有的能量都是由发动机发电提供的。与本田i-MMD一样,它的动力电池同样只作为能量池,不过电量是在40%-80%之间浮动,可以说将“浅充浅放”发挥到了极致,理论寿命是会更长一些。

大家也能看出来了,日产e-POWER与本田i-MMD最大的不同,是发动机并不能直驱。这可不只是去掉了离合器这么简单,实际上是整个控制策略大大简化。发动机只负责发电,不用考虑介入时机,也不用考虑高效发电和高性能驱动之间的平衡,电机只负责驱动,不用考虑与发动机直驱的配合。

当然缺点也很明显,要不然本田不是早就做了。最大的缺点无疑是高速状态下,电机效率下降,这时候发动机依然只能发电,系统的整体效率是下降的。不过日产通过自己的调校,很大程度缓解了这一问题。

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我们来看一下轩逸e-POWER与同级混动车型的对比,它的发动机排量更小,只有1.2L,功率也是更小的。但它配备了一款100kW的电机,最大输出扭矩可以达到300Nm,这基本相当于1.8T涡轮增压发动机的动力了。考虑到电机可以第一时间输出最大扭矩,它的起步速度是三者中最快的。

更关键的是,经过日产的优化,轩逸e-POWER在高速油耗劣势的情况下,通过发动机和电机驱动的高效率,综合油耗做到了3.9L/100km,反倒比丰田、本田更优一点点。更简单的架构实现更高的效率,可谓是名副其实的效率之王。

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当然,e-POWER技术也有弱点,那就是高速效率偏低,而且极速也不高,这也是电机驱动的弱点。轩逸e-POWER的最高车速只有165km/h,而凌派锐·混动可以达到180km/h。

但瑕不掩瑜,作为城市代步为主的家用车,它是非常优秀的。

比亚迪DM-i,插电混动王者?

虽然e-POWER比DM-i出现的早几年,但在中国市场,其实是DM-i先上市的。2021年3月份,比亚迪DM-i车型首度上市,迅速席卷了整个市场,它又有什么样的特点呢?

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先说工作原理,比亚迪DM-i与本田i-MMD其实几乎是一样的。都是以电为主,同样是市区发动机发电,高速发动机直驱。当然实现方式并不同,控制油电耦合的控制器,两者是单独开发的,并无关联。

比亚迪DM-i厉害的地方,在于它用上了更大的电池,可以满足55km以上的纯电续航,这让它可以实现真正的可油可电,必要的时候当纯电车型开,能够上绿牌。并且由于有了更充足的电量,DM-i超级混动系统可以保证市区99%的工况都是纯电驱动,而i-MMD是做不到这一点的,因为它的电池太小。

而如果加大电池,就会意味着成本增加。并且PHEV车型是必须放弃“浅充浅放”策略的,这也会对它的使用寿命造成负面影响。

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比亚迪的解决方式是采用刀片电池,这种新型的电池电芯依然采用的是磷酸铁锂电池,但通过结构优化大大提升了单位体积的能量密度。它不仅成本低,而且有比三元锂电池更长的寿命,这一点很大程度弥补了“深充深放”的劣势。

以磷酸铁锂电芯为主的刀片电池依然还有另外一个问题,那就是它的放电能力不如三元锂电池。比亚迪的做法是专门针对混动车型,开发了高充放电倍率的专业刀片电池。

当然,也许正是因为这种电池先天化学性质还是没有那么活跃,比亚迪DM-i车型偶尔还是会出现EV受限的问题,出现频次要比本田i-MMD车型多。

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比亚迪将混动车的门槛拉到了10万级别,而且还“赠送”绿牌。有充电条件市区基本可以完全当电动车用,匮电油耗还能与轩逸e-POWER打平,性价比可以说是无敌了。

因此在当前的插电混动市场,它的地位几乎是无法动摇的。

功夫拍案

总体来说,本田i-MMD、日产e-POWER、比亚迪DM-i算是各有所长。本田i-MMD发展时间最长,市场保有量最高,技术最为成熟;日产e-POWER驾驶感受最接近纯电车型,架构和控制最简单,效率非常出色;至于比亚迪DM-i,它的性价比最高,而且效率同样出色,还能上绿牌。

这三套技术,刚好与三家的技术特点吻合。本田i-MMD已经浸淫多年,如今日产e-POWER、比亚迪DM-i也已经上市。也许2022年,混动将搅动整个市场。

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