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比亞迪三擎雙模PK豐田THS Ⅱ:差在哪兒?

來源:駕仕派

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:新能源汽車 亞迪三擎雙模 豐田THS

    比亞迪近幾年在新能源汽車領域的技術創新是有目共睹的,進步迅速。從2008年推出第一款插電混動車F3DM,到2014年推出雙擎雙模的秦,再到2015年三擎雙模的唐,插電混動技術已經升級到第三代,銷量在全球也遙遙領先。

    不過,目前比亞迪唐的銷量,全是國內銷量——截至目前,我國新能源乘用車的出口銷量是零。而沒有進軍國際市場的因素是復雜的,其中比較重要的原因是“各國對新能源汽車的標準不同”導致的,比如排放標準、安全標準、電池標準,甚至插頭插座的要求也不一樣。

    那就在國內市場比一比:

    可以看到,在國內銷量前十的新能源車型全部來自自主品牌,尤其比亞迪唐,銷量超過排在比亞迪三款車型之后的北汽EV系列幾乎一倍。但這樣就可以說,比亞迪唐吊打了豐田通用特斯拉等一眾新能源車企(車型)了嗎?

    首先明確幾個概念:

    1.新能源汽車按照國家規定分為:純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。

    2.特斯拉轎車系列屬于EV(Electric Vehicle),既電動汽車。

    3.以豐田普銳斯為代表的新能源汽車屬于HEV(Hybrid Electric Vehicle),既混合動力汽車。

    4.比亞迪唐屬于PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle),即插電式混合動力汽車。

    5.HEV以發動機為核心,只能加油,不享受國家補貼,PHEV以電機為核心,既能加油也能充電,享受國家補貼。

    今天,我們就拿比亞迪唐和豐田普銳斯各自采用的混合動力系統來詳盡比對一番:

    混動系統是一個復雜程度遠遠超過純電動系統的存在,為什么這樣說呢?目前所有的混動技術核心組成都一樣:發動機+電機。這相當于每輛混動車上都有至少兩個動力輸出裝置,就是所謂的“雙擎”。此時問題就來了——如果發動機和電機各玩各的,沒有個管事的居中協調,那這車就別開了。所以如何設計一套裝置來連接發動機和電機,確保互不沖突和拖累,還要滿足制動能量回收時能平順且最大化轉換成電能,減少機械損耗和發動機的額外負載,這就成了讓各大車企摳破頭皮的難點。

    簡單說,混動系統研發的核心問題就兩個:平順性和經濟性。如何讓一輛混動車開得穩,還省油,這是衡量一款混動車成功與否的先決條件。下面我們以豐田和比亞迪為例,看看他們各自是如何去解決這兩個難題的:

    問題一:比亞迪唐在技術上能吊打豐田的產品嗎?

    1.首先分析兩個混動系統

    兩個系統都采用了一個發動機、兩個電機加一個動力分配裝置的混聯組合,兩個電機串聯,同時發動機與兩個電機并聯,再通過動力分配裝置進行控制。在框架上沒有大的差別,不同之處關鍵在于“動力分配裝置”。

    豐田THS系統的動力分配裝置是行星齒輪結構(全稱Power Split Device,下稱PSD),它和兩個電機組成電子無級變速器ECVT。

    比亞迪唐吊打豐田特斯拉了嗎?

    THS系統的控制邏輯是:發動機、發電機、電動機直接與PSD相連,由PSD完成動力分配,汽車啟動、中低速運行時,由電動機驅動,發電機為電池充電,超過一定時速(初代67公里/小時,二代82公里/小時)之后反轉,發電機與發動機共同驅動車輪,電動機轉為回收動力和充電。

    此模式下,發動機只要啟動,總有一個電機可以回收它的動力,達到能量回收最大化。同時,發動機與電機的輸出毫不沖突,保證了平順性。這是混合動力技術目前為止追求發動機能量轉化率的最優方案,注意:沒有之一。

    豐田THS系統目前的熱效率是最強的,采用的阿特金森循環可以讓發動機熱效率達到41%,第四代普銳斯(非插電版)的油耗已經低至2.5L/100km。目前豐田正與馬自達合作開發混動車,采用馬自達SKYACTIV技術,可以把發動機熱效率提高到50%。

    再來分析比亞迪唐的三擎雙模混動系統:

    由于豐田提出的混動系統控制方案在邏輯上已經非常簡潔,任何改動都可能畫蛇添足,所以全球車企在混動系統的研發上都很難繞開豐田的THS模式(除了本田i-MMD系統),包括比亞迪開發的三擎雙模混動系統,幾乎完整套用了THS系統的控制邏輯。

    為什么說“幾乎”呢?因為沒有PSD,比亞迪唐的動力分配裝置用S7搭載的6速濕式雙離合變速箱來替代。

    請注意看上邊的系統對比圖,豐田PSD能同時連接2個電機,而比亞迪變速箱只能連接1個前電機,所以比亞迪唐的后電機只有通過電池組與前電機串聯。這個改動的后果是什么呢?留著后面再講,先說比亞迪在THS系統上的另一個關鍵性改動。

    受限于技術儲備的不足,采用“發動機 - 變速箱 - 前電機 - 電池 - 后電機”這種“曲線救國”措施是可以理解的,但唐在此之上另辟蹊徑,將后電機與后車輪直接相連,這樣,就可以讓發動機、前電機、后電機并行輸出動力,一輛車三個引擎,汽車的動力性能瞬間爆表。因為能充電,唐既可以油電混合驅動模式運行,也可以在市區通勤的狀態下純電模式運行,這就是三擎雙模的由來,唐剛上市的時候,超2噸重的大車,百公里加速4.9秒,確實很給力。

    但這個改動造成了兩個問題:

    (1)啟動、中低速行駛狀態下,都是后電機驅動,此時發動機要給后電機輸送動力的話,需要先輸送動力給前電機,由前電機給電池組充電,再由電池組給后電機輸出電流,最后由后電機驅動,與豐田THS系統一步到位的傳動相比,唐的三擎雙模系統中間增加兩次能量轉換的過程,大大影響了能量的回收率。而急加速或者飆車的狀態下,所有機組都在輸出,無法給電池充電,也降低了能量回收率。由于唐的動力系統沒有采用阿特金森循環,所以熱效率上遠低于豐田THS系統。

    結論1:在燃油經濟性上,三擎雙模系統不如THS系統。

    (2)后電機不直接與變速箱連接,導致了變速箱無法統一調配動力,在啟動和加速階段,前后驅動力容易互相沖擊和倒拖,而且雙離合變速箱本身在平順性上就有不足,后來比亞迪通過軟件升級,行車品質得到了優化,但由于設計缺陷,這個問題是難以根治的。

    結論2:在平順性上,三擎雙模系統也不如THS系統。

    以上分析得出,由于技術上的落后,唐的三擎雙模與豐田THS系統相比,平順性和經濟性都有所不足,但在實際使用過程中,很多唐的用戶普遍反映對油耗很滿意,開起來也舒服,這又是為什么?——沒有為什么,他們基本把唐當純電動車在開。

    2.下面,我們再來分析兩個系統實際應用中的節能問題。

    PHEV對比HEV有一個優勢就是電池大(能充電),所以在純電運行模式下,幾乎可以做到零油耗,但是啟動油電混合模式之后,由于PHEV電池過重,油耗反而比HEV更高。

    汽車之家閏闖在2014年曾把豐田普銳斯和比亞迪秦進行過對比測試——

    秦在純電運行時,的確是零油耗的,但是運行59公里時啟動油電混合驅動后,就是普銳斯占上風了。當時的對比結果是:比亞迪秦在滿電滿油、關閉空調、電視,均速25公里/小時的情況下,最終測得油耗為4.8L/100公里,普銳斯則是3.7L/100公里。

    在技術上,唐是秦的升級版——秦的電池165公斤,唐的電池250公斤,再加上前邊我們分析過的三擎雙模在燃油經濟性上的不足(對比豐田HEV),中長途是否省油就得打問號了。

    那下面我們就來計算一下,中長途時比亞迪唐在虧電行駛狀態下,油耗到底是多少。

    工信部公布比亞迪唐的綜合油耗是2.0L/100km,這是一個折算的油耗,包括兩個部分,一是純電運行時的油耗(這部分唐為零),二是油電混動運行時的油耗。

    插電式混合動力汽車能量消耗的計算方法,國家是有標準的:

    這個公式中燃油消耗量C,就是工信部最終公布的綜合油耗。

    不過,這個公式的前提是——兩個充電點之間的距離為25公里。

    所以,綜合油耗C的計算思路是:汽車純電模式運行到虧電狀態的燃油總消耗量C1 (這部分唐是0),加上虧電狀態下油電混合模式運行25公里的燃油總消耗量C2,再除以總里程D,最后得出工信部公布的綜合油耗C。

    下面我們就開始計算,唐的工信部油耗是2.0L/100km,官方公布的唐純電續航里程是80公里,最后用上邊的公式倒推唐在虧電行駛時的油耗C2:

    唐虧電行駛油耗=(2L/100km)×(80km+25km)/(25km)=8.4L/100km。

    這個水平還是不錯的,基本達到了2.0L緊湊型兩驅車的工信部油耗水平,不過與豐田漢蘭達HEV版8.7L/100km的油耗比起來,數據雖低一些,但在虧電行駛中的節能性就差得多了,畢竟漢蘭達搭載的是3.5L的V6發動機。

    當然,節能的問題各有各的看法(算法),大部分購買比亞迪唐的,都是有充電樁或者充電比較方便的車主,所以在油耗上不一定會吃虧,但是對于安全性的考量,就是大家都非常重視的問題了。

    3.車輛安全性

    據我所知,到目前為止比亞迪唐沒有參與任何的碰撞測試(如有錯漏,歡迎指正)——不僅是唐,比亞迪所有的新能源車都沒有參與過任何的碰撞測試,有人會說,這兩年比亞迪出了那么多款新車,忙不過來吧,而且中國的碰撞測試標準太低,出了名的五星好評批發戶,不去也罷。

    但是我查到的數據是,截至目前,比亞迪絕大部分在售燃油車型都參與了碰撞測試,而且今年忙里偷閑,比亞迪宋的燃油版車型也參與了碰撞測試,唯獨沒有混動版。

    作為對比,下面豐田普銳斯(非插電版)的美國IIHS碰撞測試結果:

    目前來說,“還沒有足夠安全的防護措施避免大容量電池碰撞起火”,這是每個車企都面臨的問題。但是比亞迪唐體內裝著250公斤的鋰電池,確依然采用S6的平臺進行生產,這就不得不讓人懷疑它的安全性——比亞迪也知道到這個問題的嚴重性,在下一代,就將啟用全新的平臺。

    以上就是現實的狀況,被迪粉們捧上天的比亞迪唐,其實在行駛品質、節油性能、安全體系上全方位落后于國際先進車企的技術和產品。

    那么,“比亞迪唐吊打特斯拉、豐田、寶馬……的言論”是怎么來的?

    王傳福的策略就是三個字:拼動力。三個引擎同時驅動、再換個更大的電池,2噸重的車百公里加速不到5秒,震撼,但是也有非常大的隱患,這就是下邊我要說的重點:

    問題二:為什么豐田、本田、通用這些混動界的大牛不造比亞迪唐這樣的性能車?

    因為在他們眼中,這是不該量產的車。

    首先是成本問題:

    如果制造插電式混合動力車型,必然要加大電池容量,成本增加后,車主是否還會購買?這是企業必須要慎重考慮的問題——比亞迪唐之所以敢這么肆無忌憚的加大電池,一方面他自己生產電池,但更重要的是國家有補貼。

    比如2015年比亞迪唐的扶持政策:1、國、地雙重補貼76500元,其中國家補貼31500元,地方補貼35000元,環節補貼10000元。2、免購置稅、車船稅。3、送牌照。

    豐田也有自己的電池,旗下控股80%的松下電池公司,生產的18650鎳鈷鋁三元電芯,已經讓特斯拉Model S續航里程接近500公里,這樣的技術條件下,因為得不到政府補貼,也不敢輕易在國內嘗試插電。

    其次是可靠性的問題:

    比亞迪唐的動力性能一直是迪粉們驕傲的源泉。但是,在拼動力的同時,有沒有考慮整車的承受能力?比亞迪唐以燃油車平臺生產的混動車并沒有針對性的強化升級,在如此強大的功率下急加速,誰家的車也沒這么耐操。而這么做的結果很可能是故障率的增高。

    現在,唐在1.3版本把性能降了下來,加速沒那么快了,但這個版本的改動本身證明了設計從一開始就不合理:4.9秒的0—100km/h加速只是個噱頭,但迪粉當真了這就很麻煩,他們會把唐當成性能車去瘋狂飆車,最后壞了誰賠——6年質保,當初的承諾,比亞迪含著淚也要堅持。

    后記:

    我覺得,對于中國汽車產業,沒有什么是不可以談的,指出問題改了就好,暫時改不了的,繼續努力就好。自主產品有差距就是有差距,承認后迎頭趕上,但是別胡吹。希望“愛國者們”強悍一點理性一些,不要那么脆弱,自主是罵不死的,但也吹不活——客觀存在的問題,需要踏實去解決,把比亞迪一通狂吹,吹到天上,摔下來的時候只會更慘。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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