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從混合動力技術的“發展史”看長城Hi4:“減法真偉大”

如果回憶壹下生活中我們第壹次學習數學的時候,相信大家都會有感同身受的印象,那就是學加法遠比學減法容易。

從科學的角度來看,“加法比減法容易”確實是有邏輯支持的。大多數人認可的邏輯是加法是最簡單的組合,不需要比較加數和被加數的關系。但是減法需要在壹個系統的維度上比較被減數和子樹的兩組數,這就涉及到被減數、子樹和差這三組數之間的關系。所以減法顯然很難做加法。

同樣的邏輯不僅限於數學。在實際生產生活中,尤其是在技術應用領域,“加法比減法容易”。比如我們可以舉壹個新能源混合動力汽車的例子。

兩檔DHT用於插混哈弗大狗二代

PHEV插電式混合動力剛開發的時候,基本定義是“城市短途用電,長途出行用油”,所以它最初的配置是在內燃機的傳動系統之外並聯壹個單個P2/ P3電機的混合動力系統,依靠城市充電樁和電池來滿足純電動/混合驅動的需求。

此時的混動系統只有壹臺電機,只能在發電和放電之間選擇。說有電容易。壹旦餵飽了,問題就出來了,因為混動系統和電池占用的重量更大,使得整車油耗甚至高於傳統燃油車,得不償失。

為了解決這個問題,聰明的工程師第壹次開始做加法。

如果壹個電機不能工作,那麽再增加壹個電機,壹個負責發電,壹個負責放電,再配合壹個高效的能滿足各種工況需要的串並聯方案。有段時間,混合動力系統開始遍地開花,比如豐田THS,本田i-MMD,比亞迪DM-i,還有吉利,奇瑞,長城自己的多擋DHT。雖然兩者的具體技術專利差異很大,但本質上都是加法的產物,即雙電機串並聯混合動力配置;並且所有的硬件都集成在前軸上,實現兩個驅動的空間最優解。

使用雙速DHT的哈弗H6插值

與傳統的單電機混合動力相比,雙電機串並聯混合動力配置在油耗上明顯表現更好;但唯壹的問題是,因為電機多了,成本就高了,車就變貴了。

這還不是全部。燃油車有四驅吧?混動車當然不能只有兩驅,那麽在這個兩驅上怎麽做四驅呢?

第二次添加又來了。為了使後輪軸滿足混動需求,增加第三電機P4驅動電機,或者直接增加機械式四驅軸,即可實現混動四驅。

比如豐田的混動四驅E-Four,本田的i-MMD銳界混動四驅,比亞迪的四驅DM-i,DM-p,甚至長城威品牌之前用的四驅DHT-PHEV也是這麽做的。

問題是,增配確實實現了四驅,但是多了壹個大功率電機,電控、線纜、冷卻管等壹大堆配件,還是壹套機械傳動系統,成本增加了。消費者覺得車比較貴,買不起。

陸丹藍的四輪驅動DHT-PHEV

妳會做減法嗎?例如,它仍然是壹個兩驅混合動力電機,但如果妳把它們分開,有壹個前軸和壹個後輪軸。只要電池還在充電,就不能是四驅嗎?

理論上可行,但技術上做“減法”肯定比做“加法”難。在長城汽車於3月10日發布“Hi4”智能四驅電動混合動力技術之前,還沒有其他廠商涉足這個全新的領域。

因此,長城“Hi4”智能四驅電動混合動力技術也是中國人在新能源混合動力技術領域的“世界第壹次”。

具體來說,長城的想法其實很簡單。依然基於大家熟悉的雙速DHT串並聯深混動配置。沒必要增加成本。只需在P3位置拆卸傳統的前橋TM驅動電機,並將其放在後輪軸的P4位置。此時,後輪軸將有動力,四輪驅動將可用。

同時這套系統本質上是兩臺電機串並聯的深度混動,重量沒有新的增加,油耗也很低。

長城的工程團隊還做了壹個附加題,不僅沒有增加成本,還降低了成本。對了,之前二檔DHT的離合器換成了更平順更便宜的2AT。

長城汽車全新Hi4混合動力發動機+變速器

這是長城在發布會上喊出的口號,“四驅的體驗,兩驅的價格;四驅的性能和兩驅的能耗。”

當然,Hi4的“減法”邏輯在技術上是有缺陷的。壹開始我們說壹個電機只能選擇發電和放電驅動兩個主要任務中的壹個,而要滿足串並聯深度混合的需求,就需要雙電機來保證底部。

Hi4將P3位置的TM驅動電機從後輪軸的前橋雙電機移至P4位置後,前橋只有壹個GM電機,主要負責發電。前軸的電驅動呢?

長城汽車全新Hi4後驅動模塊總成

這時候就體現了長城,這個做減法的“學霸”。長城的方案是將之前二檔DHT的通用電機放在前軸上P1的位置,在P2的位置進行優化布局,既保留了發電能力,又具有驅動前軸的功能。所以Hi4在動力充足的情況下可以實現100%純電動四驅,或者動力充足的情況下,不僅前後雙電機發力,發動機和電機也可以在前軸發力,實現三機四驅,性能破解。

但是通用電機從P1位置移到P2位置的代價是發電能力會相對減弱;這又導致了另壹個新的BUG。電量充足的時候,Hi4很強。如果動力不足,能否維持四驅是個問題。

為了彌補進給條件下的發電問題,長城還準備了繼任者,就是發動機有兩個直驅檔。根據長城官方提供的信息,通過對兩個直驅檔傳動比的優化,Hi4可以由發動機直接驅動,最低時速20公裏。此時即使電池組充滿電,前軸的動力也是由發動機提供的,多余的動力可以轉化為電能供後輪軸的驅動電機使用,也就是說,只要車速達到20公裏每小時的門檻,即使電池組。

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所以經過壹系列的技術優化,Hi4唯壹的問題就是在補給條件下,時速低於20公裏時的四驅維護。理論上,如果動力不足,速度不足,Hi4此時只能維持單前驅或單後驅的兩驅模式,具體取決於工作模式。

就目前的結構來說,這個問題確實是無解的。但本質上,由於PHEV車型本身具有維持電力的能力,借助電控軟件算法、行駛過程中的過剩發電、原地怠速發電和動能回收能力,Hi4實際上可以根據車主需求提前將電力維持在某個較高的位置,可以避免因電力不足而將四驅改為兩驅的尷尬。

所以最後總結壹下,長城通過系統層面的“減法”,創造了具有歷史意義的前後軸雙電機串並聯的四驅配置,不僅為人類混合動力技術的發展指明了新的道路,也為後續大量新車型提供了“四驅體驗、兩驅價格”目標的技術可行性,為長城汽車眾多品牌在車市獲得更大競爭力提供了硬支撐。

此外,與主流的傳統雙電機混合動力技術相比,新Hi4由於將質量大、占用空間大的電機從前軸移到了後輪軸,因此具有更完善的50:50軸荷分配,在安全操作、道路通過性等綜合實力上實現了對傳統汽車的全面超越,能夠為消費者帶來“更經濟、更遠、更安全”的駕駛體驗。

本文來自《車易好》作者齊派,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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