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丰田ECVT混动技术与比亚迪DM-PHEV技术差异

发布日期: 2020-08-14来源: 汽车科技速递

丰田PHEV插电混动汽车是HEV油电混合汽车的“PLUS版”,参考早期的普锐斯与现阶段仍在销售的卡罗拉雷凌双擎E+,其电驱系统的核心仍然是ECVT,所以只要了解这台动力传递器的结构特点,对于丰田的混动技术总会有一个直观的理解了。

ECVT的内部结构包括两台电动机,一台为发电电机,另一台为驱动电机。其中发电电机与内燃机串联并控制一个档位(1挡),其主要运行模式为纯电行驶中电池亏电时,由内燃机驱动发电机发电并为电池组充电,实现所谓的行车发电增程纯电驾驶模式;而在高速巡航和急加速时由于电耗过高,仅依靠小功率的发电机则无法满足电耗,此时则需要内燃机结合离合器以一个档位辅助输出动力驱动车辆行驶。内燃式发动机只有一个档位,这种结构很显然会费油且降低NVH水平,不过装备ECVT的量产车也没有那么差,这是通过什么技术手段实现的呢?请看下图。

ECVT还有一台驱动电机,电机的特点是恒扭矩发力,指起步瞬间可以爆发最大扭矩。大扭矩能以低转速输出大马力,所以在起步和急加速时主要依靠电动机,而此时又是汽车能耗最高的状态。而内燃机只起到辅助输出动力的作用,且米勒循环的发动机技术特点为扭矩很小且功率很低,为了实现节油内燃机更是会调校出尽量不输出最大功率,也就是将发动机转速限制在中低范围内,转速低则油耗必然会低了。这是ECVT混合动力汽车能够实现节油的基础,不过这也带来了另一个的问题:ECVT混动汽车动力很差。

ECVT仍定义为横置变速箱,狭小的体积一定程度限制了电机功率,两台电机中还有一台发电电机,那么剩下的驱动电机则功率更小。以双擎E+为例,其ECVT电机总功率不过50余kw,剩下驱动电机功率只能提供勉强可以开的水平。且电机除恒扭矩以外还有恒功率的特点,指转速过高扭矩快速下滑,此时的电耗会非常高;如果想要节省电能则需要燃油发动机以更高的输出功率辅助,不过为了实现节油又限制其动力输出,于是ECVT双擎车基本性能都不如面包车。

比亚迪DM系统特点解析

DM绿混系统与ECVT结构与运行原理基本相同,区别是绿混结构合理一些,不需要另类的太阳轮也能实现同样且稳定的运行模式。不过这一系统正因有上述缺点,所以在2008款F3DM上使用不久后就被淘汰了;目前还有绿混系统的复刻平台EDU仍在上汽乘用车中服役,技术水平与实际表现均不输ECVT。

全新的DM系统已经将电驱系统拆分出变速箱,并且为燃油动力系统单独匹配传统变速箱。参考唐DM,该车的2.0T奥拓循环发动机匹配了25kw功率的发电启动一体机,同时匹配了混动系统专用的6挡湿式双离合变速箱;这一组合能够实现ECVT的增程式驾驶模式,同时可以利用6个前进挡实现内燃机的增扭或增速,让内燃机的油耗最低且性能最强发挥;且BSG电机还可以在双离合变速箱换挡时控制发动机转速,实现平顺的换挡体验。这一系统很显然要比ECVT和早期的绿混更理想,因为内燃机的动力储备不会被浪费了。

电驱系统才有前置P3与后置P4架构的布局,独立驱动电机与减速器的匹配要比ECVT更稳定,且功率完全不受限制。前置电机有110kw功率,后置电机有180kw功率,总扭矩有630N·m,仅仅一台前电机就能够碾压ECVT的全部电机了。高功率可以在高速驾驶时解决恒功率降扭的问题,同时大扭矩也能实现低速更大的输出马力。这套系统实现了电动机与内燃机功率的最理想发挥,理论上综合能耗总会低一些,不过因为没有同技术水平的车可以作为对比,所以这台车的综合能耗也不好评价,只是能实现4.3秒的破百成绩,能耗高一些有何妨?这比ECVT卡罗拉双擎E+几乎快三倍。

总结:比亚迪的DM绿混系统与ECVT都属于过去式,DM3.0的拆分混动平台仍然是目前的技术标杆,至于4.0系统何时能上市,这就要看竞品何时能接近其3.0代的技术水平了。不过突破这一技术标杆的车企至少不会是丰田,因为丰田汽车目前是比亚迪汽车平台的客户。