在2011中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達)國際論壇舉辦期間,會場外的一輛黃海大客車上,一大一小兩個圓筒狀的混合動力總成吸引了記者的目光,灰色的金屬外殼在秋日正午的陽光下發(fā)出淡淡的銀色光澤。當記者得知這是中國汽車技術(shù)研究中心(以下簡稱“中汽中心”)經(jīng)過“八年抗戰(zhàn)”,研制出的雙行星排混合動力總成時,不禁為其體積之輕巧而驚嘆。
輕巧而有勁
這個集動力耦合裝置、自動變速器、自動離合器為一體的混合動力總成CHS(CATARCHybridSystem),體積比常見的自動變速器還要小。中汽中心汽車工程研究院副總工程師史廣奎指著這輛12米長的黃海公交車告訴記者,車上搭載的這套混合動力重量總成只有360公斤重,而國內(nèi)同類產(chǎn)品為900公斤,自重減輕了60%。最大輸出轉(zhuǎn)矩反而由1800N·m提高到2700N·m,提升了50%,車子更有勁。另一大好處是,該總成“直接裝在發(fā)動機后面就可以了,不用裝變速器”,駕駛感受類似無級變速。
多年來,混合動力總成一直是長期困擾我國深度混聯(lián)混合動力汽車發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)。而缺乏性能優(yōu)良的動力耦合執(zhí)行機構(gòu)及其控制技術(shù),成為混合動力總成開發(fā)的技術(shù)瓶頸。這一問題的解決,意味著國產(chǎn)混合動力汽車有望擺脫諸如電噴、自動變速器、ESP等核心技術(shù)被跨國公司所壟斷的命運。
節(jié)油效果顯著
談及這項技術(shù)的原理,史廣奎解釋說,它是通過降低機電轉(zhuǎn)換比例、提高電機轉(zhuǎn)速、純電動模式下雙電機驅(qū)動等技術(shù),讓功率密度和轉(zhuǎn)矩密度達到極致,同時解決了以往混聯(lián)混合動力汽車加速、爬坡能力不足的共性問題。
據(jù)介紹,與國內(nèi)現(xiàn)有混合動力總成相比,CHS利用了發(fā)動機獨立于車輪運轉(zhuǎn),動力以機械傳遞為主,專用永磁同步電機,優(yōu)化能量流等技術(shù),效率可達普通自動變速器的效率水平。加之CHS自身構(gòu)成無級自動變速器,節(jié)能效果顯著。
會場外另一輛搭載該總成的混合動力哈弗,已經(jīng)實車運行了1.8萬公里。按NEDC工況測量,城市工況下節(jié)油40%,綜合工況下節(jié)油28%;搭載該總成的黃海12米長混合動力公交車目前沿天津市827路公交線運行,節(jié)油35%。
由于是完全自主研發(fā),所有零部件皆為國內(nèi)制造,加上結(jié)構(gòu)簡單,與國內(nèi)現(xiàn)有“發(fā)電機+離合器+電動機”混聯(lián)結(jié)構(gòu)相比,成本大幅下降,“比普通混合動力公交車總成大概要便宜8萬元左右”。
看好混合動力
盡管多數(shù)業(yè)內(nèi)人士認為,我國新能源汽車發(fā)展方向和目標并不十分明確,只有路線沒有圖,但中汽中心主任趙航心中已不再困惑?!拔覀€人的看法是,不要只聽輿論在說什么,重要的是看世界一流汽車公司在干什么,思考他們所開發(fā)的混合動力汽車、插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車,哪些是瞄準市場的,哪些是展示用的,哪些是技術(shù)儲備?!?/P>
趙航分析目前全球各種節(jié)能與新能源車的銷量和產(chǎn)品流向,得出了一個結(jié)論——新興汽車產(chǎn)業(yè)將以油電混合動力汽車和插電式混合動力汽車為主導(dǎo)。
“這是傳統(tǒng)汽車發(fā)展的自然選擇?!壁w航認為,隨著油耗標準越來越嚴,油價越來越高,今后大多數(shù)車型都將走上混合動力這條路,差別僅僅在于混合方式和混合度的不同。他預(yù)計混合方式會由單一的串聯(lián)、并聯(lián)向混聯(lián)方向發(fā)展,并逐步向插電式混合動力過渡;混合度則會隨著電池技術(shù)的進步逐步提升,最終實現(xiàn)從石油能源向電氣能源轉(zhuǎn)化。
深度混聯(lián)為主流
面對國內(nèi)混合動力汽車研發(fā)呈現(xiàn)出的“大躍進”般的制造熱情,大小汽車廠商的微混、輕混、中混、深混一起上陣,串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)同臺競技。趙航認為,這種局面不會持續(xù)太久,經(jīng)過一段時間的市場檢驗,一些結(jié)構(gòu)會被逐步放棄,高電壓、高轉(zhuǎn)速、集成化的深度混聯(lián)結(jié)構(gòu)將成為主流。
據(jù)專家介紹,串聯(lián)結(jié)構(gòu)的缺點是,動力須經(jīng)兩次機電轉(zhuǎn)換,功率損失過大,生產(chǎn)成本高;并聯(lián)結(jié)構(gòu)的缺點是,發(fā)動機效率得不到充分發(fā)揮,混合度較低,節(jié)油潛力不大。加上混合動力汽車不適合搭載手動變速器,而我國自動變速器技術(shù)一直難以突破,限制了并聯(lián)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
一些大型車輛開始嘗試研發(fā)以離合器為動力耦合裝置的混聯(lián)結(jié)構(gòu),即“發(fā)電機+離合器+電動機”系統(tǒng),低速時以串聯(lián)形式工作,高速時以并聯(lián)形式工作,不需要另配變速機構(gòu),但一直沒能解決生產(chǎn)成本高、節(jié)能效果有限,汽車加速、爬坡動力不足的缺點。CHS取長補短,在成本、功率密度、電功率比、效率、可靠性等方面都取得了重大突破。
倒車動力性優(yōu)勢明顯
當問到與豐田普瑞斯同類技術(shù)比較的優(yōu)勢時,史廣奎一方面肯定“豐田很了不起”,另一方面指出,CHS更適合中國國情,結(jié)構(gòu)簡單、成本低、節(jié)能效果好,“尤其在倒車時,雙電機工作,比普瑞斯動力更充沛”。
“我們希望企業(yè)能夠在節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品定位和發(fā)展方向上少走彎路”,趙航表示,企業(yè)應(yīng)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)上節(jié)約時間和資源,把寶貴的財力、能力投在有市場前景的產(chǎn)品上。他認為,我國油電混合動力汽車和插電式混合動力汽車應(yīng)盡量采用先進的深度混聯(lián)結(jié)構(gòu),站在較高的平臺上發(fā)展整車及零部件技術(shù)。
這一技術(shù)引起了國家“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項目總體組組長歐陽明高的極大興趣,他贊成豐田“兩頭擠”的車型開發(fā)戰(zhàn)略,根據(jù)車型大小和里程長短把車型分成了幾段,在短途、中低速、小型區(qū)域是純電動區(qū)域;在高速、長途方面,燃料電池有優(yōu)勢;而中間則是混合動力占主導(dǎo),“這應(yīng)該也是全球的共識”。
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