比亚迪三擎双模PK丰田THS Ⅱ:差在哪儿?

来源:驾仕派

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关键词:新能源汽车 亚迪三擎双模 丰田THS

    比亚迪近几年在新能源汽车领域的技术创新是有目共睹的,进步迅速。从2008年推出第一款插电混动车F3DM,到2014年推出双擎双模的秦,再到2015年三擎双模的唐,插电混动技术已经升级到第三代,销量在全球也遥遥领先。

    不过,目前比亚迪唐的销量,全是国内销量——截至目前,我国新能源乘用车的出口销量是零。而没有进军国际市场的因素是复杂的,其中比较重要的原因是“各国对新能源汽车的标准不同”导致的,比如排放标准、安全标准、电池标准,甚至插头插座的要求也不一样。

    那就在国内市场比一比:

    可以看到,在国内销量前十的新能源车型全部来自自主品牌,尤其比亚迪唐,销量超过排在比亚迪三款车型之后的北汽EV系列几乎一倍。但这样就可以说,比亚迪唐吊打了丰田通用特斯拉等一众新能源车企(车型)了吗?

    首先明确几个概念:

    1.新能源汽车按照国家规定分为:纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。

    2.特斯拉轿车系列属于EV(Electric Vehicle),既电动汽车。

    3.以丰田普锐斯为代表的新能源汽车属于HEV(Hybrid Electric Vehicle),既混合动力汽车。

    4.比亚迪唐属于PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle),即插电式混合动力汽车。

    5.HEV以发动机为核心,只能加油,不享受国家补贴,PHEV以电机为核心,既能加油也能充电,享受国家补贴。

    今天,我们就拿比亚迪唐和丰田普锐斯各自采用的混合动力系统来详尽比对一番:

    混动系统是一个复杂程度远远超过纯电动系统的存在,为什么这样说呢?目前所有的混动技术核心组成都一样:发动机+电机。这相当于每辆混动车上都有至少两个动力输出装置,就是所谓的“双擎”。此时问题就来了——如果发动机和电机各玩各的,没有个管事的居中协调,那这车就别开了。所以如何设计一套装置来连接发动机和电机,确保互不冲突和拖累,还要满足制动能量回收时能平顺且最大化转换成电能,减少机械损耗和发动机的额外负载,这就成了让各大车企抠破头皮的难点。

    简单说,混动系统研发的核心问题就两个:平顺性和经济性。如何让一辆混动车开得稳,还省油,这是衡量一款混动车成功与否的先决条件。下面我们以丰田和比亚迪为例,看看他们各自是如何去解决这两个难题的:

    问题一:比亚迪唐在技术上能吊打丰田的产品吗?

    1.首先分析两个混动系统

    两个系统都采用了一个发动机、两个电机加一个动力分配装置的混联组合,两个电机串联,同时发动机与两个电机并联,再通过动力分配装置进行控制。在框架上没有大的差别,不同之处关键在于“动力分配装置”。

    丰田THS系统的动力分配装置是行星齿轮结构(全称Power Split Device,下称PSD),它和两个电机组成电子无级变速器ECVT。

    比亚迪唐吊打丰田特斯拉了吗?

    THS系统的控制逻辑是:发动机、发电机、电动机直接与PSD相连,由PSD完成动力分配,汽车启动、中低速运行时,由电动机驱动,发电机为电池充电,超过一定时速(初代67公里/小时,二代82公里/小时)之后反转,发电机与发动机共同驱动车轮,电动机转为回收动力和充电。

    此模式下,发动机只要启动,总有一个电机可以回收它的动力,达到能量回收最大化。同时,发动机与电机的输出毫不冲突,保证了平顺性。这是混合动力技术目前为止追求发动机能量转化率的最优方案,注意:没有之一。

    丰田THS系统目前的热效率是最强的,采用的阿特金森循环可以让发动机热效率达到41%,第四代普锐斯(非插电版)的油耗已经低至2.5L/100km。目前丰田正与马自达合作开发混动车,采用马自达SKYACTIV技术,可以把发动机热效率提高到50%。

    再来分析比亚迪唐的三擎双模混动系统:

    由于丰田提出的混动系统控制方案在逻辑上已经非常简洁,任何改动都可能画蛇添足,所以全球车企在混动系统的研发上都很难绕开丰田的THS模式(除了本田i-MMD系统),包括比亚迪开发的三擎双模混动系统,几乎完整套用了THS系统的控制逻辑。

    为什么说“几乎”呢?因为没有PSD,比亚迪唐的动力分配装置用S7搭载的6速湿式双离合变速箱来替代。

    请注意看上边的系统对比图,丰田PSD能同时连接2个电机,而比亚迪变速箱只能连接1个前电机,所以比亚迪唐的后电机只有通过电池组与前电机串联。这个改动的后果是什么呢?留着后面再讲,先说比亚迪在THS系统上的另一个关键性改动。

    受限于技术储备的不足,采用“发动机 - 变速箱 - 前电机 - 电池 - 后电机”这种“曲线救国”措施是可以理解的,但唐在此之上另辟蹊径,将后电机与后车轮直接相连,这样,就可以让发动机、前电机、后电机并行输出动力,一辆车三个引擎,汽车的动力性能瞬间爆表。因为能充电,唐既可以油电混合驱动模式运行,也可以在市区通勤的状态下纯电模式运行,这就是三擎双模的由来,唐刚上市的时候,超2吨重的大车,百公里加速4.9秒,确实很给力。

    但这个改动造成了两个问题:

    (1)启动、中低速行驶状态下,都是后电机驱动,此时发动机要给后电机输送动力的话,需要先输送动力给前电机,由前电机给电池组充电,再由电池组给后电机输出电流,最后由后电机驱动,与丰田THS系统一步到位的传动相比,唐的三擎双模系统中间增加两次能量转换的过程,大大影响了能量的回收率。而急加速或者飙车的状态下,所有机组都在输出,无法给电池充电,也降低了能量回收率。由于唐的动力系统没有采用阿特金森循环,所以热效率上远低于丰田THS系统。

    结论1:在燃油经济性上,三擎双模系统不如THS系统。

    (2)后电机不直接与变速箱连接,导致了变速箱无法统一调配动力,在启动和加速阶段,前后驱动力容易互相冲击和倒拖,而且双离合变速箱本身在平顺性上就有不足,后来比亚迪通过软件升级,行车品质得到了优化,但由于设计缺陷,这个问题是难以根治的。

    结论2:在平顺性上,三擎双模系统也不如THS系统。

    以上分析得出,由于技术上的落后,唐的三擎双模与丰田THS系统相比,平顺性和经济性都有所不足,但在实际使用过程中,很多唐的用户普遍反映对油耗很满意,开起来也舒服,这又是为什么?——没有为什么,他们基本把唐当纯电动车在开。

    2.下面,我们再来分析两个系统实际应用中的节能问题。

    PHEV对比HEV有一个优势就是电池大(能充电),所以在纯电运行模式下,几乎可以做到零油耗,但是启动油电混合模式之后,由于PHEV电池过重,油耗反而比HEV更高。

    汽车之家闰闯在2014年曾把丰田普锐斯和比亚迪秦进行过对比测试——

    秦在纯电运行时,的确是零油耗的,但是运行59公里时启动油电混合驱动后,就是普锐斯占上风了。当时的对比结果是:比亚迪秦在满电满油、关闭空调、电视,均速25公里/小时的情况下,最终测得油耗为4.8L/100公里,普锐斯则是3.7L/100公里。

    在技术上,唐是秦的升级版——秦的电池165公斤,唐的电池250公斤,再加上前边我们分析过的三擎双模在燃油经济性上的不足(对比丰田HEV),中长途是否省油就得打问号了。

    那下面我们就来计算一下,中长途时比亚迪唐在亏电行驶状态下,油耗到底是多少。

    工信部公布比亚迪唐的综合油耗是2.0L/100km,这是一个折算的油耗,包括两个部分,一是纯电运行时的油耗(这部分唐为零),二是油电混动运行时的油耗。

    插电式混合动力汽车能量消耗的计算方法,国家是有标准的:

    这个公式中燃油消耗量C,就是工信部最终公布的综合油耗。

    不过,这个公式的前提是——两个充电点之间的距离为25公里。

    所以,综合油耗C的计算思路是:汽车纯电模式运行到亏电状态的燃油总消耗量C1 (这部分唐是0),加上亏电状态下油电混合模式运行25公里的燃油总消耗量C2,再除以总里程D,最后得出工信部公布的综合油耗C。

    下面我们就开始计算,唐的工信部油耗是2.0L/100km,官方公布的唐纯电续航里程是80公里,最后用上边的公式倒推唐在亏电行驶时的油耗C2:

    唐亏电行驶油耗=(2L/100km)×(80km+25km)/(25km)=8.4L/100km。

    这个水平还是不错的,基本达到了2.0L紧凑型两驱车的工信部油耗水平,不过与丰田汉兰达HEV版8.7L/100km的油耗比起来,数据虽低一些,但在亏电行驶中的节能性就差得多了,毕竟汉兰达搭载的是3.5L的V6发动机。

    当然,节能的问题各有各的看法(算法),大部分购买比亚迪唐的,都是有充电桩或者充电比较方便的车主,所以在油耗上不一定会吃亏,但是对于安全性的考量,就是大家都非常重视的问题了。

    3.车辆安全性

    据我所知,到目前为止比亚迪唐没有参与任何的碰撞测试(如有错漏,欢迎指正)——不仅是唐,比亚迪所有的新能源车都没有参与过任何的碰撞测试,有人会说,这两年比亚迪出了那么多款新车,忙不过来吧,而且中国的碰撞测试标准太低,出了名的五星好评批发户,不去也罢。

    但是我查到的数据是,截至目前,比亚迪绝大部分在售燃油车型都参与了碰撞测试,而且今年忙里偷闲,比亚迪宋的燃油版车型也参与了碰撞测试,唯独没有混动版。

    作为对比,下面丰田普锐斯(非插电版)的美国IIHS碰撞测试结果:

    目前来说,“还没有足够安全的防护措施避免大容量电池碰撞起火”,这是每个车企都面临的问题。但是比亚迪唐体内装着250公斤的锂电池,确依然采用S6的平台进行生产,这就不得不让人怀疑它的安全性——比亚迪也知道到这个问题的严重性,在下一代,就将启用全新的平台。

    以上就是现实的状况,被迪粉们捧上天的比亚迪唐,其实在行驶品质、节油性能、安全体系上全方位落后于国际先进车企的技术和产品。

    那么,“比亚迪唐吊打特斯拉、丰田、宝马……的言论”是怎么来的?

    王传福的策略就是三个字:拼动力。三个引擎同时驱动、再换个更大的电池,2吨重的车百公里加速不到5秒,震撼,但是也有非常大的隐患,这就是下边我要说的重点:

    问题二:为什么丰田、本田、通用这些混动界的大牛不造比亚迪唐这样的性能车?

    因为在他们眼中,这是不该量产的车。

    首先是成本问题:

    如果制造插电式混合动力车型,必然要加大电池容量,成本增加后,车主是否还会购买?这是企业必须要慎重考虑的问题——比亚迪唐之所以敢这么肆无忌惮的加大电池,一方面他自己生产电池,但更重要的是国家有补贴。

    比如2015年比亚迪唐的扶持政策:1、国、地双重补贴76500元,其中国家补贴31500元,地方补贴35000元,环节补贴10000元。2、免购置税、车船税。3、送牌照。

    丰田也有自己的电池,旗下控股80%的松下电池公司,生产的18650镍钴铝三元电芯,已经让特斯拉Model S续航里程接近500公里,这样的技术条件下,因为得不到政府补贴,也不敢轻易在国内尝试插电。

    其次是可靠性的问题:

    比亚迪唐的动力性能一直是迪粉们骄傲的源泉。但是,在拼动力的同时,有没有考虑整车的承受能力?比亚迪唐以燃油车平台生产的混动车并没有针对性的强化升级,在如此强大的功率下急加速,谁家的车也没这么耐操。而这么做的结果很可能是故障率的增高。

    现在,唐在1.3版本把性能降了下来,加速没那么快了,但这个版本的改动本身证明了设计从一开始就不合理:4.9秒的0—100km/h加速只是个噱头,但迪粉当真了这就很麻烦,他们会把唐当成性能车去疯狂飙车,最后坏了谁赔——6年质保,当初的承诺,比亚迪含着泪也要坚持。

    后记:

    我觉得,对于中国汽车产业,没有什么是不可以谈的,指出问题改了就好,暂时改不了的,继续努力就好。自主产品有差距就是有差距,承认后迎头赶上,但是别胡吹。希望“爱国者们”强悍一点理性一些,不要那么脆弱,自主是骂不死的,但也吹不活——客观存在的问题,需要踏实去解决,把比亚迪一通狂吹,吹到天上,摔下来的时候只会更惨。

    (审核编辑: 智汇张瑜)