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05-16
【技术解析】放眼全球,提到混动车型,这个市场首先提到的就是那些日系品牌。
确实,在日本混合动力技术被贴上“节油标杆”的标签后,混合动力汽车市场似乎变成了“日本主导”的一方。
不过,随着我国新能源汽车产业的不断布局和发展,自主品牌的崛起也让混合动力技术在性能方面得到了快速发展,并创造了许多优秀的混合动力技术,成为日系品牌的对手。
先锋。
3月10日,在长城汽车举办的智能新能源大会上,全新Hi4智能四驱电动混合动力技术(以下简称Hi4)正式发布。
该混合动力系统采用全球首创的智能控制四轮驱动电动混合动力技术,专为全新能源场景的高端驾驶需求而设计。
据介绍,该技术采用前后轴双电机的混合创新架构,实现双电机的高效动态调节,将前后轴双电机的动力解耦,获得最优组合。
发动机和双电机的扭矩特性。
与增程式混合动力相比,变速箱双电机架构实现了“更经济、更远、更安全”的技术优势。
也许你会对此感到困惑。
下面就让我为您深入讲解一下,看看这款全新Hi4智能四驱电混技术有何过人之处。
柠檬与DHT无关吗?在开始解读之前,你了解长城汽车在混合动力技术领域的发展吗?随着新能源汽车的发展,从目前的市场反馈来看,作为混合动力车型,燃油经济性确实是其自身的优势。
然而,随着用户意图的不同,对车辆的行驶性能要求也有所不同。
越来越多地关注。
因此,如何实现动力与油耗的完美平衡已成为当今发展的主流。
经过早期混合动力技术的发展和积累,长城汽车于2018年发布了其量产混合架构——柠檬DHT混合架构。
该系统架构可以概括为“1-2-3”,即DHT高度集成的汽油机-电动混合动力系统,共有两种动力架构和三种动力总成。
它成为挑战当时日本垄断的独立混合动力系统。
技术之一。
“柠檬混合DHT”——高度集成七合一配置设计长城推出的柠檬DHT系统是基于“七合一”高效多模式混合总成的高度集成油电混合系统。
核心混合动力技术系统集成了1.5L/1.5T混合动力专用发动机、双发电/驱动电机、定轴变速箱、双电机控制器和DCDC。
在双电机混合动力拓扑的支持下,具有EV、串联、并联、能量回收等多种工作模式,实现各种驾驶场景下动力与油耗的完美平衡。
覆盖了从A级到C级的车型应用,可以说属于有利于“油电共存”的技术理念。
“柠檬混动DHT”的工作模式 不过,随着市场越来越多元化发展,用户在习惯了车辆动力与油耗带来的均衡驾驶控制后,逐渐将目光放得更长远。
尤其是近年来,越来越多的用户喜欢户外越野游玩,对于车辆尤其是SUV车型来说也是如此。
一些消费者提出了“越野”的诉求,显然柠檬DHT似乎有些力不从心。
而且,从国内有车家庭的现状来看,出于经济方面的考虑,大多数用户家里基本上只保有一辆汽车。
因此,不仅可以降低车辆成本,还可以满足越野属性和城市用车场景的需求,实现“一车多用”的价值。
如此看似苛刻的要求如何实现呢?长城全新Hi4智能四驱电动混合动力技术给出了答案。
颠覆一下,Hi4有什么区别?我们之前说过,早期的柠檬DHT混合动力架构大致采用了混合动力专用发动机、双电机电驱动、DHT混合动力专用变速箱和动力电池等,综合性能完全可以满足城市铺装道路上的行驶要求。
与前者相比,新的Hi4混合动力技术可以说是先做减法,再做加法,达到“两驱变四驱,四驱变两驱”的混合动力特性。
。
这听起来可能有点混乱。
但如果分开看的话,其实很好理解。
总而言之,Hi4混合动力架构的主要系统部件包括:混合动力专用发动机、混合动力专用两速DHT变速箱、大功率高效电机后桥和低内阻动力电池。
首先,在混合动力专用发动机上,如果想要实现彻底的节能,发动机必须运行在自己的最佳工作区,我们称之为热效率高效区。
一般来说,汽油燃烧时会产生能量(热能)。
燃料在发动机气缸内燃烧产生能量(热能),能量(热能)爆炸推动活塞运动,从而将其转化为机械能。
但发动机气缸内的热能不能转化为机械能,其转化率值就是发动机的热效率。
例如,燃料燃烧产生1个单位的热能,但这单位的热能仅转化为40个单位的机械能来推动车辆前进。
那么此时发动机的热效率为40%。
Hi4采用两台排量1.5L/1.5T的专用混合动力发动机,并在燃烧系统、进排气系统、热管理系统和发动机减摩等方面进行了技术升级,最终实现了工程热效率41.5 %。
油耗可降低6%-7%。
当然,单纯依靠发动机处于高效率区间显然很难实现节油。
因此,此时就需要通过电机的介入,组成完整的混合动力系统,以达到节省燃油的目的。
在之前的混合动力架构中,大多数车企在前驱动桥区域都采用了双电机结构。
一台电机负责驱动(TM电机),另一台电机主要负责发电(GM电机),两台电机采用并联轴或串联配置。
当车辆低速行驶时,驱动电机将与发动机解耦,系统仍保持发动机工作在高效率区并驱动发电机补充动力,而驱动电机则直接驱动发动机车辆。
当进入高速巡航状态时,高效率区的发动机会介入驱动车辆,此时的油耗会得到有效控制。
不过,你会发现这里并没有混合动力驱动电机的布局图。
虽然这款混合动力架构车型采用了双电机配置,但由于其中一个电机并不负责驱动车辆,所以整个系统仍然保持了前轮驱动车辆的状态。
如果想实现四轮驱动,很简单。
只需在后驱动桥上再增加一个电机(P4电机),就是三电机四轮驱动结构。
因此,不仅会增加车辆的成本。
要知道,永磁同步电机的成本约占整车成本的10%左右,而且这还不包括减速机、电控总成等配件的成本。
另外,增加驱动总成也会增加车体整体重量,这也会导致能耗增加。
Hi4混合动力架构最明显的区别在于,它采用P2电机取代了P1+P3前桥布局。
同时加入P4电机,形成前后轴双电机四驱混合架构,可实现双电机的高效动态调节,使得EV驱动和行驶过程中整体效率更高能量回收,拓展了传统双电机混合动力配置的使用场景,打破了目前比亚迪DM-i、本田iMMD等将双电机混合动力(GM+TM电机)系统集中在前部的配置轴。
类型传统。
其中,前桥电机采用单电机两速DHT变速箱模式,电机功率达到70kW。
它采用发针扁线绕线电机、可变润滑流量控制、低阻高效轴承、电机和电子控制。
系统最高效率可达94.3%,最高传输效率可达98%。
而且,这款与电机连接的DHT变速箱还采用了可变润滑油流量控制,传动机构也采用了低阻力高效轴承,以减少传动损失。
后桥电机采用三合一大功率设计。
驱动电机还采用Hair-pin高效扁线绕线技术。
其功率达到kW,最高效率达到>96.5%。
此外,DHT变速箱还采用执行器电机和电子泵的组合来高效协同地控制离合器和同步器。
响应迅速,配合P4电桥,辅助车辆无动力换挡、平稳模式切换。
并且采用离合器打滑启动发动机控制,可缩短发动机启动和模式切换时间,并采用集成高效MCU(兼容TCU)。
此外,多核处理器可以立即响应HCU命令,帮助车辆实现快速多模式切换和动力响应,提高车辆的动力性和舒适性。
此外,Hi4还提供19.94kWh/27.5kWh两种容量的低内阻动力电池,可实现整车纯电动续航里程数km+。
该电池采用叠片双极耳设计、NCM多晶电池正极等材料。
其电阻优于同行技术,能量密度高,自热损失低,电池循环寿命长。
其快充能效达到97%,室温下不到30分钟即可将SOC电量从30%充至80%。
因此,对于整个系统来说,简单来说,简化了复杂的前桥驱动系统,取消了相对单线程的通用发电机。
同时,后桥增加了大功率驱动电机,平衡轴荷分配和动力分配,从而使车辆形成完整的电动四轮驱动模式。
轻松解决最佳工作条件 那么,该系统在使用中有哪些特点呢?如果从动态特性来看,Hi4的混合动力架构可以将前后轴双电机的动力解耦,实现发动机与双电机扭矩特性的最佳协调。
通过前后轴上扭矩的动态分配,可以使四个车轮与地面的附着力得到优化利用。
并且与传统双电机相比,增加了纯电动四驱、并联四驱以及双轴能量回收模式。
结合智能能量管理和智能扭矩矢量控制系统,实现三清九种模式智能动态切换,灵活匹配最优工作模式,打造全工况效率最优、全场景驾驶无忧的混合新能源产品。
这三种发动机和九种模式分别是:纯电动两轮驱动模式、纯电动四轮驱动模式、串联模式、1档直驱、2档直驱、并联两轮驱动、并联四轮驱动、单轮驱动单轴能量回收、双轴能量回收模式。
。
并且根据不同的工况,它们会相互匹配以获得最优解的工作模式。
例如: 1、城市驾驶:纯电动两轮驱动、串联模式、1档直驱模式智能切换。
当车辆在市区行驶时,Hi4系统将采用纯电动两轮驱动、串联模式和加速。
1档直驱模式,避免发动机低功率、低效率区间。
2、市区快速加速/爬坡:纯电动四驱和一档直驱模式智能切换。
当车辆在市区行驶时需要快速加速或爬坡时,车辆将进入纯电动四驱和一档直驱。
模型。
此时,起步阶段依靠前后双电机的动态调节,将车辆的速度提高到发动机的高效范围。
因此,如果此时发动机介入直接驱动,就会落入这个高效范围内,从而获得最短的传动效率,获得更高的效率。
3、高速巡航:2速直驱模式车辆进入高速巡航时,车辆将进入2速直驱模式。
此时,混合动力专用发动机进入高效区间运转,以获得更高的效率。
4、高速加速/爬坡:并联两轮驱动和并联四轮驱动智能切换。
高速巡航时加速或上坡时,混合动力系统将采用并联两轮驱动或并联四轮驱动模式,以保证发动机效率。
同时,剩余的输出用于电池充电。
5.制动:单轴恢复和双轴恢复模式智能切换。
最后,在减速和制动时,混合动力系统的双轴双电机都可以回收能量,并且当一个轴出现滑移时,另一轴仍然可以回收能量。
执行能量回收。
看似复杂的混合逻辑,实际上是为了充分发挥前后两个电机、两个直驱齿轮和燃油发动机的更高效率。
例如,在城市地区行驶时,为了保证动力平衡,按照传统的单速串联或增程式混合动力模式,纯电动工作模式需要占30%,而串联模式下占70%。
与单速串联或增程混合模式相比,Hi4增加了1速直驱模式。
因此,为了保证城市行驶的动力平衡,其纯电动模式占比为30%,串联模式占比为37.8%。
1档直驱方式占比32.2%。
这里似乎又出现了另一个问题。
在市区行驶时使用一档直驱会增加油耗吗?根据长城工况分析,在混动模式下,虽然Hi4与单速串联或增程混合模式均在高效区间行驶,但单速串并联与串联增程所采用的串联模式,传输链路长,效率低。
损失惨重。
Hi4采用1档高效直驱,传动环节短,整车效率更好。
以50kph+%坡度为例,DHT-2综合效率约为38.2%,单速8增程综合效率约为%。
DHT效率提高5.85%,油耗可降低约18.07%。
由此可见,Hi4不仅能够节省燃油,以上工作模式基本涵盖了所有场景的驾驶需求,用户可以根据自己的驾驶场景进行调整。
不过,毕竟Hi4提供了9种工作模式。
如果仅仅依靠手动操作,显然会影响用户体验。
因此,智能调节驾驶模式的功能至关重要。
Hi4搭载智能能量管理系统,可根据驾驶风格、环境温度、坡度、电量需求、驾驶状态、雷达数据、导航数据和路况分析形成能量管理依据,进而智能控制预测性启动基于此。
停机管理、自适应能量回收管理、智能发动机工作点管理、预测热管理、智能SOC管理、智能扭矩矢量控制系统等六大系统协同工作,实现最佳运行效率。
据测算,与传统能源管理相比,车辆能源效率提升约5%-8%。
不仅如此,Hi4还配备了iTVC智能扭矩矢量控制系统,可分析驾驶员操作和车辆状态信息,如驾驶员功率需求、车速、驾驶模式、路面坡度、方向盘转角、电机转速、偏航角速度、等,并集成摄像头、雷达等路况信息,可以智能识别不同的车辆使用场景,进行最优的前后轴扭矩分配,在全时域、全场景下进行最优的前后轴扭矩分配,实现车辆经济、实力和稳定。
性的完美平衡。
例如,在过弯场景中,除了Hi4混动架构的前后双电机自然形成的50:50轴荷分配外,还通过智能前后轴扭矩的融合,对车辆的行驶状态进行智能修正。
车辆动态控制系统(VDC)的分配策略。
,精确加大入弯时后轴扭矩,实现快速入弯,转弯时实时测量行驶轨迹与驾驶员意图的匹配度,跟踪性能强,出弯时加大前轴扭矩角以提高稳定性。
最后总结一下,长城Hi4智能四驱电动混合动力技术将传统混合动力系统中负责驱动的P3电机调整为布置在后桥上的P4电机,并保留了传统混合动力结构中的P1电机,发电。
除了启动功能外,还参与并联和纯电动模式的前轮驱动。
只需前后两个电机,就可以实现早期只有三个电机才能实现的电动四轮驱动能力。
因此,根据长城官方的描述,Hi4实现了四驱的体验、两驱的价格、四驱的性能、两驱的能耗。
这使得四驱成为家喻户晓的名字,成为人人都使用的亲民标准配置。
尽管柠檬DHT曾一度辉煌,但未能在诸侯争霸的混合动力市场上继续唱响。
相信重装版的Hi4能够以更加惊人的性价比优势,延续长城汽车电动化转型的坚定决心。
按照规划,长城汽车全年销量目标为1万辆,并将推出10余款新能源车型,因此Hi4将肩负完成这一使命的重任。
目前,其首款搭载Hi4智能四驱电动混合动力技术的哈弗枭龙MAX将于下个月发布,这也给市场带来了更多期待。
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