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日产e-Power混动解析:“混”的惬意,“电”的果敢
大博嘚不得 3032浏览 2021-03-03
不得不说,近十年的汽车发展已经从长期的燃油机优化,逐渐从混动系统过渡到纯电动模式上。并且这不单单是中国市场而是全球汽车市场的一行大变革。而在这其中,我们尤其的可以看到日系厂家在这过渡的混动系统上风生水起,尤其是本田丰田,从很早以前就将混合动力技术作为核心技术来进行开发,并且丰田早早的在这一盘大棋中进行了布局,本田则另辟蹊径紧随其后的也推出了自家的混动系统。而日系三杰的日产,似乎是雷声大,雨点小,早早的在纯电动布局的它,却在混合动力上默默无闻,难道是真的无“技”可施了吗?

日产IMQ Concept


日产混动:“混”的随意,“电”的果敢

我们直接进入主题,日产并非毫无建树,它的混动技术称为:e-Power。首先我们大概介绍一下日产的这项混动技术:

日产e-Power混动技术

2016年11月e-Power混动系统在日产的Note车型上装配并且在日本本土上市,凭借其高效和省油的优势,在混动小型车上力压丰田的普锐斯,并且在2018年初更是成为了日本市场销量的冠军。这也是日产从1970以来,时隔将近50年重新回到了单一车型销售冠军位置,似乎这个时间有些太久了。

日本市场2018年Q1-2销售数据

1970年的日产凭借“Sunny”日产阳光车型,连续多年登顶日本市场销售冠军。

谈e-Power混动技术之前我们需要准备一下:
在讲解这个技术之前,我们需要了解一下之前我们需要了解几个混合动力的基础知识,然后我们再去看日产的技术与其他品牌的区别在哪?是否是真正意义上的“科技”产物。

  1. 混合动力的基本概念:
目前的混动系统属于新能源汽车系统中的一个分支,这里主要包含纯电动、油电混合动力和增程式混合动力(氢动力属于有待开发,这个暂时我们不划入到新能源领域中)。
纯电动,就是依靠电作为能源进行驱动车辆,通常是以纯电机的方式进行传递动力。其优点是安静、动力相应快,缺点明显,续航能力弱,受电池技术和环境影响大。
油电混合动力,依靠发动机和电机的组合下,通过硬件和软件的调控达到节省燃油提高车辆续航能力,优点是稳定可靠;缺点是成本高,对厂家技术能力要求高,制造和研发成本高。
增程式混合动力,依靠发动机作为储备动力,主要依靠电池和电机的组合作为驱动源,发动机作为电池的充电的供电源头。优点是结构相对简单,高效,成本低;缺点是结构布局臃肿,后续可持续开发性差。
我们可以通过下面这张图看到,日产的这套系统就是使用了类似于增程式混合的这个概念。
  1. 混动系统技术的概念定义和构架
混动技术其实有其自己本身的定义和技术构架,其区分形式是根据驱动电机的位置进行来做统一区分的,也就是Postion这个词。大概分类如下:
(1)P0 电机置于变速箱之前,皮带轮。
(2)P1 电机置于变速箱之前,与发动机曲轴相连。
(3)P2 电机置于变速箱的输入端,在发动机与变速箱之间。
(4)P3 电机置于变速箱的输出端,与发动机分享同一根轴,同源输出。
(5)P4 电机置于变速箱之后,与发动机的输出轴分离,一般是驱动无动力的轮子。


1997年,全球范围内对节能减排出现两种不同的声音,一种是走电气化新能源的路线,另一种走柴油机路线。通用和丰田选了电气化路线,而欧洲的汽车制造商则选择了通过柴油机的高效率来提升燃油经济性,此后,随着排放越来越严格,欧洲汽车制造商发现仅仅通过柴油机无法满足节能减排的要求,继而迅速转向电气化路线,然当时备受聚焦的PS路线已被通用汽车和丰田汽车申请了相关专利,于是乎投资少、转型快的P2就成了它们的首要选择。

P2系统布置

这里我们主要说的就是这个P2系统,因为日产之前使用的就是这套P2系统作为主要的混动配置,就是坚持使用一个电机的形式,一个标准的变速器和两个离合器。使用P2技术,混动车的成本可降低超过1/3;但是问题也不少,就是当车辆纯电行驶的时候电机高速转动,而发动机静止,在如此高的转速差下如果要切换成混合动力模式,启动发动机的瞬间如何避免出现明显的车速波动。

大众插电GTE用的也是P2构架

宝马插电混动也是一样的

目前我们很多自主品牌使用的就是这个P2的构架,比如说长安就是舍弗勒的P2方案;吉利领克也大致相同,但宣称是P2.5方案,万变不离其中,这个0.5也就是优化了一些缺点。同样,日产也在其混动车型上使用了P2的方案的衍生版,FRFF混动系统,反正大概理解就是“专车专用”,实际也逃不开P2这个概念,之前日产楼兰(参数|询价)和英菲尼迪的QX系列混动车型都是这套系统。
所以我们看到为什么e-Power被单独拿出来称为新的技术了

e-Power混动技术:

实际意义上这是一套“串联式混动”系统,简单说就是不插电的混动系统。就是100%依靠电动驱动,就是用1.2L的三缸发动机发电来驱动电机,实际电机的功率要大于发动机,那么在需要峰值输出的时候,就依靠电池组来提供额外的功率进行补充,这样就可以达到电机的最大功率输出。

e-Power的驱动结构
其实这就是一道数学题:
电机输出功率80kw=1.2L发动机的58kW+1.5kWh电池组提供的额外22kW
通常运行情况下,发动机提供的58kW就可以满足正常形式,在急加速或者上坡情况下介入电池组。
好了,这个看起来是不是很简单,其实这个结构很简单,并且还节省空间。理想ONE(参数|询价)的驱动结构跟这个十分类似,但是它是一种介入概念之外的一种定义罢了,并且配置的电池组更大还可以充电,反正我一直没搞懂它到底是属于哪种构架定义。但是这个技术最大的核心在于要同时满足油耗低和动力响应及时,所以日产厉害的就是其中这个控制单元EMU上,简单的说就是个“逆变器”。

日产的电机控制单元
所以日产的工程师在这方面确实做了很多的研究,首先是他们的技术依托了早早投入市场的纯电动技术,所以在电机的控制上可以驾轻就熟,一方面提高驱动效率,另外一方面减少传递损耗,毕竟e-Power的电池组容量太小了;所以我们可以看到核心的发电机、电机和逆变器的这套体系是包含了日产多年的技术沉淀的,比如说电机上使用了油式的冷却系统和超薄的磁铁片,逆变器上使用了氮化(GaN)这种半导体材料。

所以,我们可以看到e-Power的主要特点就是集合了日产的多项技术,体积小、重量轻,这样在车辆结构布局上就有很大的优势,完全不会侵占车内的使用空间。而且结构简单,并不需要特别严格的发动机和电机的配合,这样就不需要额外负责的软件算法作为调控的补充,完全绕开了其他厂家的技术壁垒。

发动机给电池组充电
电池组给电机额外增加功率
如果说日产非要说e-Power是他们的创新技术的话,还不如说他们是改良了逆变器。这个技术其实很早就在内燃机火车头和矿山大型工程机械上使用了,基本也是这个原理。而且其中很多技术也被使用到我们目前的高铁技术当中。
所以日产的Note车型搭载e-Power可以在JC08的标准下达到3.2L每百公里确实也不出奇。尤其是在日本国内的驾驶习惯就是城市内虽然不是大堵车,但是总是要停车,而且在红绿灯时候都要快速通过,所以这个工况就更适合e-Power系统,同时,日产有加入了e-Pedal的油门控制技术,就得到了这么一个完美的油耗。

e-Power:结构简单、重量轻

另外一个重点就是日产Note销量超过丰田普锐斯的原因,首先是价格便宜,混动的Note车型就比普通燃油版车型高出四分之一的价格,因为很多部件都可以跟燃油车共享;同时,因为配置的电池组要远小于普锐斯,仅仅有20公斤左右,不如普锐斯的一半,所以空间和驾驶上都占有优势。所以日产的Note销量不高才是奇怪的事儿呢。但这个情况也可能就是在日本本土吧。


日本本土在售的e-Power车型,以小型车和Kcar为主

日产混动:日产真能凭借e-Power“翻身”吗?

本来很不想谈这个问题,但是有些读者就就追着我之前关于发动机的文章下面追着说我吹嘘其他品牌,日产的e-Power才是“王牌”,但是我讲的是发动机跟日产的混动也不冲突呀。
英菲尼迪让燃油发动机延长使命:VC-Turbo发动机技术
英菲尼迪的“瑰宝”-VR30发动机
既然说到这儿了,我们就大概说一下“翻身”的可能性有多大。首先是日产根据计划,会从欧洲开始推行e-Power车型,然后逐步到东南亚和中国市场。目前我们可以看到的就是未来搭载这个混动系统的是劲客(参数|询价)这辆小型SUV车型,考虑到SUV热潮。也没什么炫耀的,车型是根据骐达(参数|询价)车型基础而来,所以与Note车型有着脱不开的关系,而且搭载三缸发动机也是它,我们首先看到这款车型也不惊讶,毕竟还是成本低。

日产Kicks e-Power车型
其次是,根据日产未来的计划,还将在逍客(参数|询价)和奇峻车型上进行搭配e-Power,后续还有在其他车型中进行搭载。很多人会有疑虑了,难道都用3缸发动机吗?其实并不是,这套系统是可以变换的,车型越大就可以布置更大的电池组,这样就需要更大功率的发动机,而且国内日产有一款1.2T的86kW,峰值扭矩为190N·m发动机,同时,来自日产雷诺联盟和戴姆勒一起“琢磨的”1.3T发动机也会加入到其中,最大马力为153Ps(113kW),峰值扭矩达270N·m。奇骏(参数|询价)很可能会使用新款的1.5T作为搭配组合,反正这种高低搭配也都是冲着“省成本”去的,但是卖的肯定也不便宜。

奔驰GLB(参数|询价)和全新GLA上也使用相同的1.3T发动机
这款发动机在东风日产的代号为HR13DDT,如果你不熟悉没关系,它在奔驰的GLB上被重新调教,达到120kW,250N·m。还不熟悉?最新发布的奔驰GLA(参数|询价)的发动机也是它,没事儿,后面慢慢你就熟悉了。
全新奇骏将会搭载e-Power

你以为翻身靠混动?日产要的是它“以为”
从这张图上来看,日产的绝对计划还是在纯电动领域,这也是目前国内所倡导的新能源领域,从上面的“红车”就可以看出,日产预计的未来电动车型要大于混动车型,而后面的那些影子就不知道是什么了。这样未来进入国内市场的e-Power车型虽然在技术层面并没有什么优势,但是很可能日产会在宣传的同时打出一波价格战,这样就可以阻击两田的混动车型市场。但最终会不会得到认可还有待考量。
顺便我们提一下英菲尼迪吧。未来英菲尼迪上也同样会使用这套e-Power系统,但是发动机配置可能会不同,而且还会在英菲尼迪下面提供运动车型,类似于现在Note S。主要是使用2.0T的VC Turbo发动机和这套e-Power系统做匹配,这样兼顾动力性的同时,又降低了油耗。何乐而不为呢?至少如果这套系统搭载在QX50车型上的话,如果可以保留四驱,我倒是还挺有兴趣的,但回头一想,那是不是就失去了VC Turbo这款发动机的意义了呢?



 
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