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过去很长一段时间里,混合动力技术在国内汽车行业,被视为是机会主义,是丰田技术垄断后跟着学就会吃亏的技术路线,是搞不了纯电动才会去搞的半截子革命。

但是,十几年的新能源汽车发展历程证明,混合动力不仅不是落后的方案,甚至即便是作为过渡方案,这个过渡期也会很长。而且随着国家政策的推动和企业技术路径的选择,混合动力车在可预见的未来会成为中国乘用车市场中最主流的车型。

所以,问题已经不在于要不要搞混合动力,而是如何搞混合动力。

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长期以来,丰田都被视为混合动力技术领域不可逾越的大山。事实上,自1997年开始量产的丰田THS系统,直至今天原理上也没有发生根本性变化,很多地方也都能看出是时代背景之下的技术选择。

但相比于丰田独家、受专利保护、结构与控制极为复杂的THS系统,本田的i-MMD系统基础原理更简单,更容易被复制,似乎也更容易普及。比亚迪DM-i、长城柠檬混动DHT,这些即将被作为品牌主力的动力系统,都不约而同采用了这种P1+P3的双电机混动系统。

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所以,这会不会是中国自主车企混动技术的新趋势?相比吉利、上汽等目前采用的单电机混动方案,这种双电机方案有优势吗?丰田的功率分流方案,又是否已经走到了头?

丰田THS系统的时代局限性

在丰田THS系统诞生的年代里,内燃机仍是绝对的主角,三电技术远没有今天这么发达。这也就决定了,当时的混动系统势必要以发动机为主、三电系统为辅,让电机起到“电驱变速箱”的作用,通过动力分流发动机尽可能在各种工况下都工作在高效区间。

更何况在那个年代里,无论是想找一台功率密度高、成本低的电机,还是想找一块能量密度高、成本低的电池,都几乎是不可能实现的事情。

而日本企业,向来习惯了锁定某条技术路线后,就一条路走到黑,哪怕中间出现了任何与时代不符的东西,他们的选择也依然是将错就错地去做适应性优化,而不是去颠覆它。

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所以,1997年后的20多年里,丰田THS系统的基本原理一直没有变化,只是在结构上发生了两次较大的变化。第一次是2003年,THS系统在第一代的基础上增加了一个行星排,用于主驱动电机的减速增扭。第二次则是2015年,增加的行星排变为平行轴齿轮,同时两台电机的布置形式发生了变化,此后出现的插电混动车型则是通过在发动机与电机之间增加单向离合器完成。

另一个时代局限则体现在电池上。直到今天,丰田在非插电混动车型上仍然坚持采用镍氢电池。尽管镍氢电池高放电倍率、长寿命的特点,非常适合当时的混动方案,但面对能量密度数倍于自己且成本不断下降的锂离子电池,镍氢电池显然已经不属于这个时代了。

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而这些时代局限性,恰恰是丰田选择了结构与控制都无比复杂的功率分流式混动系统的根本原因,也决定了除非丰田主动授权,或是多方组建技术联盟,否则其它厂家绝不可能采用类似系统。

P1+P3串并联混动的高光时刻?

当丰田用复杂的系统构型与控制方案,占据了混动市场的巨大多数份额时,那些后来的厂家也并非全无出路。一个关键的后发优势就是,三电技术已经得到了长足的进步,进步到能够在混动系统中取代内燃机的主导地位。2013年发布的本田i-MMD系统即是在这一背景下出现的。

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本田i-MMD没有丰田复杂的行星齿轮系统,而是采用P1+P3两个电机充当调速与驱动的功能,实现了纯电动、串联发电、发动机直驱等多种工况。

结构简单,意味着每一个部件都需要强大的性能,比如驱动电机要有很大的输出功率。只不过,在21世纪的第二个十年里,这已经不是什么难题。甚至可以说,这是混动系统从内燃机系统向纯电动系统靠拢的必经之路。

而凭借时代赋予的优势,本田在混动市场的份额不断增长。今年1-5月,国内非插电混动车市场中,本田(含讴歌)的市场份额已经达到37.4%,月均销量近2万辆,尽管距离丰田(含雷克萨斯)59.2%的市场份额仍有一定差距,但至少已经打破了丰田绝对垄断的态势——两者共同垄断非插电混动车市场超过96%的份额。

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依靠单体部件的技术进步,解决繁杂的系统配合问题,这是技术发展的必然趋势。同样,自主车企想要发展混动系统,这是一条绝佳的路线,也最能充分发挥我们强大本土供应链的优势。

所以,与其说自主车企选择了“本田方案”,不如说自主车企是站在了时代发展的新高度上。

自主车企中,采用P1+P3构型的两大代表,是比亚迪DM-i和长城柠檬混动DHT。

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比亚迪最新的DM-i系统,可以看作是比亚迪的初心回归。在解决了三电系统的性能、集成度与成本问题,在攻克了混动专用阿特金森发动机的关键技术后,比亚迪不再需要通过加速性能“曲线救国”的路线,去转移消费者对混动系统效率的关注。

而长城柠檬DHT则在P1+P3系统构型的基础上,增加了一个两挡变速机构,能够让发动机在更低的车速下介入与电机的并联,也能让发动机在高速直驱下转速更低。

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同时,比亚迪与长城都具备强大的自有供应链体系优势,核心技术与关键零部件都能实现自研、自产、自供,这也是他们能够在多产品线上快速、低成本复制混动系统的关键。也就是说,在可预期的未来,不仅非插电混动车可以当燃油车卖,插电混动车同样应该做到油电同价,从而做到现有燃油车全面向混动车的迭代。

单电机混动不吃香了?

在三电成本还很高的年代里,丰田之外的车企(主要是欧系车企)做混动系统,通常都会选择电机在变速箱输入轴上的P2单电机混动系统。而如果将这个电机做到了变速箱里,就会演变成集成度更高的P2.5系统,吉利、上汽的混动车型均采用了这种方案。

从产品布局来看,这类P2、P2.5混动系统,更多被车企用作插电混动车型上。这也可以看作是若干年前,车企在法规政策满足、技术难度、成本控制上的平衡。

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如果纯粹从混动状态下的能耗效率考量,双电机串并联混动相比单电机混动有更强的先天优势,在成本可控、核心技术在手的前提下,新进入的车企大概率会选择双电机方案。而曾以政策满足为主要考量、以插电混动系统为主导的车企,如果还想在混动市场持续深耕,在今天会面临两个选择:一是持续深挖单电机系统的潜能,并形成混动、插电混动的模块化产品谱系;二是投向双电机串并联的阵营。

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从目前公开的消息来看,上汽并没有非插电混动车的布局,未来再布局的可能性也很小。而它从第一代EDU的双电机方案变成第二代EDU的P2.5单电机方案,可以看成是坚定插电混动布局的选择。相比之下,对于非插电混动车有更强需求的吉利,在第二代混动系统中将会选择DHT双电机方案,核心目的就是为了获得更好的节油效果。

写在最后

自主车企从未像今天这样重视混动技术的发展,而在技术路线的选择上,大家也殊途同归。不是因为谁去抄谁的方案,而是在今天技术发展的基础上,一定有一种方案是综合效果最好的选择。

多数欧美系品牌已经确定在未来几年内全面倒向纯电动车,而按照规划中国15年后仍然有一半的车型是油电混合汽车。两者之间留下的空白,就是这些致力于发展混动系统的自主品牌的机会。用混动车迭代目前规模巨大的燃油车市场,将是头部自主品牌在未来5-10年内进一步扩大份额,与合资品牌分庭抗礼的关键窗口。

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