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天顺娱乐蒙迪欧插电混动技术解析抛弃行星齿轮

作者: 天顺娱乐 来源: 天顺娱乐 发布时间:2019-03-09

  【西部汽车网讯】在上个月的广州车展上,福特仅带来一款新车,即插电混动版蒙迪欧,官方将这款车命名为蒙迪欧Energi。这也是长安福特首次在国内推出插电混动车型,据了解,这台车是福特在中国实现全面电气化的开始,2025年以前,长安福特旗下全系车型都将有电气化版本,包括混合动力、插电式混合动力和纯电动等不同形式的新能源车型。同时,在全球范围内,福特汽车计划在2020年前投资45亿美元发展电气化业务,并推出13款电动汽车新车型。

  那么这台承担着开疆辟土重任的蒙迪欧插电混动版,在技术上有什么亮点呢?我们先来看看它的混动系统结构图。

  第一眼看到这张图,是不是有种似曾相识的感觉?没错,福特的这套插电混动系统的工作原理和丰田的THS(Toyota Hybrid System)非常接近,同属双电机动力分流混动系统,并且其关键传动零件都为一组行星齿轮,同样都是发动机连接在行星轮,发电机连接在太阳轮,驱动电机连接在齿圈。看起来好像福特只是加了一个外接电源输入而已。

  我们一直在说,丰田的混动系统是有专利的,其他厂家都为了绕开丰田的专利而各出奇招,比如本田就另辟蹊径,开发了i-MMD。福特的这套系统和丰田的如此相像,是怎么绕过丰田的专利的呢?

  其实,相反的,是丰田绕开了福特的专利。早在1995年,福特和爱信联合开发的混动系统专利就已经生效,而丰田的要等到1999年。从结构图中我们可以注意到福特的这套混动系统的驱动电机和减速齿轮是同轴布置的,正是由于专利中提到了这一点,而丰田的驱动电机是与发动机、发电机同轴布置,与减速齿轮不同轴,所以顺利绕开了福特和爱信的专利。虽然第四代的THS驱动电机不再与发动机、发电机同轴,但依然保持与减速齿轮不同轴。不过到了今天,丰田的THS已经进行了4代的优化,并且进行了广泛的应用,经验、技术和效率上都会更有优势。

  福特的这套混动系统在纯电行驶时,电池直接供电给驱动电机产生动力,再通过齿轮组将动力传递给车轮。在混合动力行驶模式下,发动机和驱动电机同时工作,通过行星齿轮平衡两者的转速差,共同将动力传输到车轮,达到无极变速的效果。此时发电机根据发动机和电机的转速不同,随时在正转和反转之间切换。

  使用行星齿轮组取代离合器,可以消除离合结合时的冲击和噪音,达到动力平顺和提升NVH的效果,并且这个结构实际上非常简单,丰田多年的实践已经证明了这套系统的可靠性。但是使用行星齿轮的弊端也很明显,由于整套系统无法解耦,所以在纯电行驶过程中,行星齿轮组也会随之转动,反拖发电机发电;在电量耗尽之后,纯汽油工况下,驱动电机也会被发动机带着转动,这两种情况均存在一定的动力损耗。

  讲完了原理,我们再来看看硬件,福特的这套插电混动系统的主要由2.0L 阿特金森循环发动机、eCVT变速箱和9千瓦时的镍钴锰锂离子电池组成。其中的eCVT其实并不是我们通常理解的CVT变速箱,而是上面原理图中的行星齿轮和齿轮组的集成,也就是连接发动机、发电机和驱动电机的传动零件。

  福特的这台2.0L发动机最大功率为105千瓦(6000转),最大扭矩175牛米(4000转),通过延迟进气门关闭的方式,实现阿特金森循环,以达到更高的燃油经济性。配合9千瓦时的电池和驱动电机,官方公布的纯电续航里程为52公里,百公里油耗为2.0升。充电速度方面,官方宣称使用公共交流充电桩充满时间为2.5小时,而使用家用三孔220V/10A插座,则需要5小时充满。至于驱动电机的功率、扭矩数据和纯电行驶的最高时速,目前仍未公布。

  福特的市场调研表明,在中国,76%的插电混动车主每天充一次电,而50%的插电混动车主在平时和周末的出行里程都不超过50公里,所以福特将蒙迪欧插电混动版的纯电续航里程标定为52公里。但我认为,目前买了插电混动车的人,很多都是对日常出行距离要求不高的,福特取了个中间值,恐怕对拓展这个市场没有什么好处,标定52公里最主要的原因应该还是受限于电池的成本和电池尺寸。

  目前长安福特在中国市场的两台新能源车蒙迪欧混动版和蒙迪欧插电混动版都将电池组放在了后备箱位置,牺牲了储物空间。在插电混动版上,电池已经侵占了接近一半的后备箱容积,基本没有再拓展的空间了。可见在这一代的蒙迪欧设计之初,并没有充分考虑混动车型电池的布局问题。当意识到不得不上混动车型时,只好将这两个不完美的产品推向市场抢占先机。至于是主推插电还是强混,福特和它的美国同胞通用一样,都处于观望态度,所以目前两手都要抓,观望技术和政策风向的同时,提前抢占两边的市场。

  在蒙迪欧插电混动版上将带有三种驾驶模式选择功能,分别为Auto EV、EV Now和EV Later,分别对应自动混动模式、纯电模式和维持电量模式,以满足用户的不同需求。同时,这台车上还将带有一套节能驾驶指导系统,会对你的每次驾驶进行节能评分,并且在你每次刹车时反馈一个能量回收比例。福特的调查结果表明,这套人机交互系统能更好地帮助用户改善驾驶习惯,达到更好的节能效果。

  马上就要跨入2018年,全球各大车企基本都已经公布了自家的2020/2025电气化战略,并且都将中国市场视为重中之重,接下来两年,国内的合资品牌新能源车型必然将迅速增加。福特在电气化方面起步虽早,但发力却比较晚,蒙迪欧插电混动版的混动系统从技术层面来看,是成熟可靠的,但要打动中国的消费者,天顺娱乐还需要更多的产品亮点和令人放心的质保政策作为支撑。

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