近日,國家知識產權局對外公告了比亞迪注冊的新型混合動力系統(tǒng)技術專利,這一混動結構與比亞迪目前量產裝車的DM-i和DM-p混動系統(tǒng)存在較大的差異。
比亞迪注冊的全新混動系統(tǒng)專利特點
從專利注冊圖來看,比亞迪注冊的全新混動技術專利有以下特點。
第一: 該結構采用了雙行星排結構,意味著傳動系統(tǒng)所能承載的發(fā)動機功率與扭矩上限與目前比亞迪搭載的DM-i和DM-p混動系統(tǒng)相比有較大提升。 因此,該套混合動力系統(tǒng)適合搭載排量更大、輸出功率和扭矩更高的發(fā)動機。而目前比亞迪量產在售的搭載DM-i和DM-p混動專用變速箱的發(fā)動機,發(fā)動機排量都只有1.5T。而 這套新型混動系統(tǒng)技術專利如果能夠順利量產裝車的話,其驅動力范圍更大、更適合用在2.0L及以上更大排量的發(fā)動機和中大型車型上。
第二:這套采用的雙行星排結構的功率分流混動系統(tǒng)盡管和通用、豐田的功率分流混動結構存在部分相似之處,但 從專利注冊圖來看,該系統(tǒng)全套結構并未采用離合器,就實現了內燃機并聯(lián)直驅、油電混動與純電動模式的切換,在動力和燃油經濟性的同時,還省掉了很多機械硬件結構,有利于降低生產成本、降低故障率,還節(jié)約了布置空間。
此前,吉利的雷神DHT混動專用變速箱,其內燃機傳動部分也有借鑒通用、豐田的行星排功率分流結構,但是,發(fā)動機和電機都是采用多組離合器實現動力的傳輸與斷開,需要通過ECU和TCU在各個驅動模式之間進行反復切換。這種結構有一些弊端,其一是在驅動模式的反復切換中,動力損失較大;其二是在各種驅動模式的反復切換中,會在部分工況中發(fā)生動力中斷的現象(此前本田的i-MMD雙電機串并聯(lián)混聯(lián)系統(tǒng)即存在這一問題);第三是軟件標定復雜、開發(fā)難度大;第四是由于機械結構復雜、生產成本高。
而比亞迪所注冊的全新混動系統(tǒng)專利,則在現有基礎上進一步簡化了機械結構,通過發(fā)動機控制芯片ECU和變速箱控制芯片TCU電控系統(tǒng)的聯(lián)動,實現電子控制無級變速(E-CVT),以實現更靈活地調速以及更寬泛的調速范圍,進而能夠優(yōu)化發(fā)動機的工作區(qū)間,提高混動系統(tǒng)的工作效率。
比亞迪全新雙行星排混動系統(tǒng)適配車型
由于目前比亞迪搭載DM-i和DM-p混動系統(tǒng)的車型(如秦Plus DM-i、宋Plus DM-i、唐DM-i/DM-p等)均基于橫置發(fā)動機平臺開發(fā),比亞迪目前尚未開發(fā)縱置發(fā)動機的混動車型。因此,這一全新混動系統(tǒng)未來如能夠實現量產裝車,可以將前懸掛總成和轉向系統(tǒng)的空間省出來,會非常適合用在非承載式車身、縱置后驅的硬派越野車上。這樣 一方面可以大大降低油耗,另一方面可以在前懸掛上采用雙叉臂等更為運動化的懸掛形式,使未來新車在運動性能和越野性能上得到更好的兼顧,以適應更多不同類型的復雜路況,滿足消費者需求。
豐田普拉多
福特撼路者
此前在華銷售的硬派越野車,如普拉多、福特撼路者、蘭德酷路澤等車型均使用縱置發(fā)動機+縱置AT變速箱的結構。其主要目的是為了節(jié)省前艙空間、便于布置傳動軸、機械差速鎖等傳統(tǒng)燃油越野車所必須的機械結構。而盡管目前比亞迪還沒有帶大梁的、采用非承載式車身的硬派越野車。但就在今年7月,已經有媒體曝光了比亞迪高端品牌——星際的首款車型諜照。
如果比亞迪能夠將這套混動系統(tǒng)順利完成試驗驗證并實現量產裝車,與目前國內市場上在售的外資品牌硬派越野車相比,在油耗上將有很大優(yōu)勢。
而決定整車油耗的因素,有以下四點:
1. 內燃機的熱效率;
2. 傳動系統(tǒng)的傳動效率和換擋邏輯匹配;
3.整車的輕量化水平
4.整車的風阻系數
經過多年的發(fā)展,目前自主車企在1、2、4點上均有較大突破,部分技術力量較強、市場地位穩(wěn)固的中國企業(yè)已經能在這三個方面做到世界一流水平。而由于自主車企起步較晚、車型開發(fā)平臺大多逆向自外資品牌已經量產銷售的成熟車型。由于沒有從外方拿到原始設計資料和數據,很難在外資原型車平臺的基礎上進行深度改動、減輕整車重量。因此自主車企在整車的輕量化水平上,與外資車企相比,普遍還存在不小的差距。
此前,中國品牌盡管通過SUV市場的發(fā)力,突破了此前束縛自主品牌向上發(fā)展的“10萬元天花板”。但由于無法在逆向外資品牌成熟車型的平臺上進行深度改動、減輕重量,自主車企很少在傳統(tǒng)汽油SUV上推出四驅車型,主要就是由于油耗太高。
長安CS75四驅版
博格華納NexTrac限滑差速器
以2015年在成都車展上市的長安CS75四驅版為例:其搭載了博格華納NexTrac適時四驅系統(tǒng)的多片離合式的限滑差速器,售價為14.28-16.38萬元。由于整車整備質量達到1.77噸,而且四驅系統(tǒng)在扭矩分配切換中發(fā)動機動力損失較大,導致其百公里油耗高達12L以上。對于購買這一價位車型的消費者而言,這樣的油耗明顯過高。這也是此后長安在CS75的改款車型上,沒有再推出四驅車型的主要原因。
2020年開始,以長城、比亞迪、奇瑞、吉利為代表的自主車企相繼實現了DHT雙電機串并聯(lián)混動專用變速箱的量產裝車,通過“換道超車”的方式繞開了自主車企在整車模塊化平臺開發(fā)能力和輕量化水平上的差距。
而目前,以普拉多(進口)、撼路者、奔馳G級為代表的外資非承載式車身硬派越野車,均采用傳統(tǒng)縱置汽油發(fā)動機+縱置AT變速箱的結構。如果比亞迪的這一新型混動結構能夠順利實現量產裝車,與目前國內市場上在售的外資硬派越野車相比,在油耗上會具備很大優(yōu)勢。與此同時,也有利于在未來比亞迪推出的高端品牌或騰勢中高端混動SUV中樹立起技術領先的品牌形象、幫助其在高端市場站穩(wěn)腳跟,成為中國高端硬派越野車的領軍車型。
比亞迪必須攻克行星排加工制造難題,才能實現該混動系統(tǒng)的量產裝車
不過筆者認為, 從注冊專利,到完成試驗驗證和量產裝車,其中還存在巨大的挑戰(zhàn)。 此前中國企業(yè)之所以在AT變速箱和行星排結構的功率分流混動系統(tǒng)開發(fā)上滯后,主要原因是此前中國企業(yè)的制造業(yè)技術與發(fā)達國家相比差距較大。除吉利外,大多數國內企業(yè)并不掌握行星排等變速箱關鍵核心零部件的制造工藝和加工技術(吉利的雷神DHT混動專用變速箱,在內燃機傳動部分采用3擋行星排結構,主要是由于吉利此前曾收購澳大利亞DSI變速箱公司,并曾與科力遠合作開發(fā)行星排結構的CHS混動系統(tǒng),因而掌握部分行星排加工制造技術),行星排材料的加工一致性較差、扭矩承載能力有限。當發(fā)動機轉速和扭矩提升到一定程度,容易發(fā)生斷裂,無法實現大規(guī)模量產裝車(此前科力遠與吉利、重慶小康工業(yè)集團達成合作后,從2018年7月-2019年6月,搭載CHS行星排功率分流HEV混動系統(tǒng)的車型銷量還不到2位數)。而國內在這一領域的技術專業(yè)人才儲備也比較少。
行星排
長安CS75四驅版
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博格華納NexTrac限滑差速器
因此,筆者認為: 比亞迪注冊的這一雙行星排混動系統(tǒng)專利盡管在設計結構上比較先進,但要在未來真正實現大批量量產裝車,必須攻克門檻很高的行星排加工制造技術。由于此前比亞迪在變速箱領域的主要技術集中在雙離合變速箱領域,并未涉及AT變速箱的設計開發(fā),很難將此前比亞迪在雙離合變速箱開發(fā)上儲備的相關技術直接拿來進行成果轉化。要攻克技術壁壘很高的行星排制造技術,無疑存在很大困難。比亞迪需要想出一些新招,才能使這一專利從圖紙落地為現實、為未來比亞迪開發(fā)的高端硬派越野車提供充分的技術保障。
來源:第一電動網
作者:NE時代
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