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插混和插混,大有不同!沃尔沃教你区分这项技术的“三六九等”

智驾研习社 2875浏览 2024-12-02 IP属地: 未知

沃尔沃汽车的“高知”形象再度坐实。


在本周举行的一场技术分享会上,这个北欧豪华汽车品牌向我们普及了一个消费者不太熟悉、但却极富价值的专业“冷知识”。


事实上,在当前最热门的插电混动汽车中,也存在“三六九等”之说。


按照动力系统的构成,插电混合动力技术可根据发动机与电机的连接形式被区分成“并联”和“串并混联”两种。


概括地说,在并联形式下,发动机和共轴电机可分别作用于汽车轮轴;而在“串并混联”形式下,发动机和电机将根据所处的工况,或独立作用于轮轴,或必须以整体的形式共同作用于轮轴。


而如果用更细致且容易理解的方式进行划分,插混技术又可以被分成“全能型”、“经济型”和“改装型”三类。

                
                                                                                                                                                          改装型


“改装型”顾名思义,通常在燃油动力系统上进行改装而成,也就是人们常说的“油改电”。这种插混技术的优势在于应用成本低,因此它可被认为是一种对汽车制造商非常友好的技术形态。

但对于用户来说,“改装型”技术存在较为明显的不足。


譬如,应用此类技术的汽车几乎无一例外地采用前置后驱布局,且用于驱动的中功率发动机需要经过传动轴,将动力传输至位于后桥的驱动轴,该过程需要变速箱高度参与,因此会在提速换挡过程中出现明显的顿挫感。


再譬如,此类系统中,共轴电机位于变速箱前,需要兼顾间接驱动和发电的工作,任务分配的复杂性导致其发电效率相对低下,最终造成相当一部分车辆经常处于“亏电”状态,继而丧失燃油经济性和动力加成。


另有一个关键缺点在于,此类技术一般会因为受到燃油车架构的局限,缺少合适的位置安装电池,因此电池大多位于车辆尾部。这就意味着,车辆的后备箱空间势必会受到一定程度的侵占,同时当车辆发生被追尾的事故时,会面临较大的安全风险。

  

                                                                                                                                                    经济型


“经济型”插电混合动力技术同样可以从其分类名称中大致了解其特点,即“一切为了经济性考虑”。


需要注意的是,这里的“经济性”所指的并非这项技术的应用成本,而是消费者的用车成本(包括燃油经济性、购车价格以及维保成本)将达到较低水平,因此这是一种对用户较为友好的技术类型。

在结构方面,此类系统由于要确保省油,因此会采用一部低功率发动机,外加两部共轴电机分别参与直接驱动和启动发电,以达到进一步提升燃油经济性的目的。


这种情形下,用户的确可以节约不少燃油开支,但基本从此与“性能”绝缘。如果说此类车辆在满电状态下动力表现尚可的话,那么亏电状态下的动力衰减情况,就会让人清晰体会到什么是“力不从心”,甚至在一些极端情况下会出现失速情况。


同时,由于此类车辆均采用前驱布局,且前轴上同时安装着发动机和两个共轴电机,因此车辆重心严重偏向车头,毫无驾驶乐趣可言。


除此之外,为了保证储能部件足够大,“经济型”插混系统会采用类似纯电车的底盘电池。在这种结构中,电池靠近排气管,容易对其工作温度带来不利影响,同时还容易遭到磕碰剐蹭丧失保修。


                                                                                                                                                              全能型


“全能型”插混系统之所以“全能”,在很大程度上得益于其结构复杂性。

此类系统通常由一部高功率发动机、一部共轴电机和一部独立电机构成。其中,高功率发动机和共轴电机位于前桥,用于驱动前轮,共轴电机同时还会起到启动发电的作用;而独立电机则位于后桥,直接对后轮起到驱动作用。


因此,采用这种插混系统的车辆在驱动形式方面呈现出极高的多元性:当高功发动机单独工作时,车辆处于燃油前驱状态;当后桥独立电机单独工作时,车辆会化身成为一辆纯电后驱车;而在发动机和双电机全部工作的情况下,车辆又将摇身一变,成为一辆混动四驱车型。


这也为车辆带来了绝佳的场景适应性。例如,在高速公路上进行长途驾驶时,为了确保车辆能够在动力表现、续航能力和燃油经济性之间达到最佳平衡,用户可以选用燃油前驱模式;在城市通勤场景下,纯电后驱带来的燃油经济性、环境友好性以及少许的驾驶乐趣,足以满足绝大部分用户的需求;在激烈驾驶、超车变道时,混动四驱模式将帮助车辆输出最大动力。


同时由于在“全能型”系统中,前后桥均有动力,且燃油发动机输出功率较高,因此用户无需担心亏电状态下车辆出现动力衰减的情况。


另一方面,因为“全能型”插混系统的前后桥动力相对独立,两者之间无需传动轴连接,所以在这种情况下,原本用来安装传动轴的空间可被用于安装中央电池。


这种电池布局在很大程度上改善了车辆的重量配比,令车辆重心更居中,因此在过弯稳定性方面拥有更加出色的表现,同时在车辆遭遇碰撞事故时,也更加安全。


当然,“全能型”插电混合动力系统也有一个显而易见的短板,那就是“贵”。


                                                                                   沃尔沃为什么选择了“全能型”?


正因为应用成本在三类系统中是最高的,因此“全能型”插电混合动力系统大多被应用于豪华汽车品牌推出的新能源产品。


作为北欧最具代表性的豪华汽车品牌,沃尔沃自然将“全能型”系统选作其插电混合动力产品的唯一动力选项。


在系统构成方面,沃尔沃的“全能型”插混系统使用了一部2.0T高功率发动机,外加一部P1共轴电机和一部P4独立电机,储能部件则选用了一个中央电池组。


在沃尔沃的产品体系中,采用此类动力总成的车型被称为T8插电混合动力家族。

说起来,这种命名方式也充分体现了北欧人“打直球”的沟通方式——“T8”中的数字“8”指的是这套插电混合动力系统的综合输出表现可以达到8缸内燃发动机的水准,尽管在该系统中承担核心角色的,是一部在燃油经济性方面可以轻松碾压8缸发动机的4缸发动机。


除了品牌定位使然外,车辆的性能表现必定是驱使沃尔沃选择全能型插混系统的最大原因。


T8插混系统的面板参数似乎证明了这一点。以S90 T8车型为例,其百公里加速耗时仅为4.9秒。而XC60 T8更是凭借强大的牵引力,在风力6-7级、水流速度1.5-1.7m/s的条件下,拖动了一艘重达1695吨的货轮。


与之相比,当前一些采用经济型、改装型的热门产品,在百公里加速耗时方面就没有低于7秒的。


除插混系统天生自带的燃油经济性优势外,沃尔沃还为其T8系统配备了“维持电量”、“充电”、“自动”等三种使用模式。在不同模式下,车辆会在尽可能维持蓄电池电量、用内燃发动机为蓄电池充电和根据导航信息智能分配能量之间自动做出决策。


续航能力也是考量维度之一。同样以S90 T8为例,虽然其102公里的纯电续航里程不占优势,但高达1412的综合续航里程远超采用另两种插混类型的产品。


最最重要的一个“全能”动机,也与沃尔沃汽车“安全至上”的品牌基因息息相关。除了“全能型”插混系统在中央电池布局方面带来的安全性加成外,沃尔沃还为其所有T8插混车型配备了其他竞品所不具备的硼钢车身,相当于在可能的意外发生时,为用户的人身安全额外增加了另一道重要防护。


                                                                                   跟增程式相比,“全能型”还全能吗?


说到这里,读者老爷们难免会生出另外一个问题:跟最近同样热门的增程式动力系统相比,沃尔沃的“全能型”插混系统还够“全能”吗?


事实上,增程是一种采用串联结构的新能源动力系统,通过在位于前后桥的两部P4电机之间“加装”增程器,利用化石能源燃烧所产生的能量,实现对于动力电池的充电。


增程式动力系统也因此被认为是一种“加装式”新能源动力系统。

对用户来说,在使用过程中可以将其简单理解成一种具备自发电功能的纯电动力系统,而增程器可被约等于一部使用燃油的发电机。


对汽车制造商来说,此类系统背后的技术原理简单,实现成本也非常低。按市场采购价格,增程器的单位采购成本通常在3000-5000元区间内,因此也是一种对汽车制造商较为友好的技术。


这种技术的不足主要表现在两方面。


首先,当车辆处于亏电状态时,动力衰减较为明显,与经济型插混系统一样存在失速风险。如果需要降低车辆处于亏电状态的几率,就必须提高增程器的发电功率,以确保发电速度快于耗电速度,但如此一来,车辆的能耗水平难免随之上升——这就形成了两个互斥变量之间的博弈。


其次,在高速行驶状态下,增程式新能源汽车的油耗水平较插电混合动力产品不存在优势,甚至略高。如果仅从燃油经济性考虑,增程式新能源汽车的适用场景就会受到较大限制。


与之相比,沃尔沃T8插电混合动力系统除了应用成本高之外,在驱动形式多元性、性能表现、使用场景适应性、综合续航能力均有肉眼可见的优势。

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汽车历史
 
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