[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車追求8AT,、9AT,、10AT……越來越多擋位變速箱的時(shí)候，其實(shí)混合動(dòng)力技術(shù)早已將傳統(tǒng)變速箱丟掉一邊了,，在燃油經(jīng)濟(jì)性完爆內(nèi)燃機(jī)的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了CVT變速箱一樣的無級(jí)變速能力,，其中最有代表性的便是豐田的混動(dòng)技術(shù)。然而,，作為中國(guó)品牌的吉利并不認(rèn)為這是外國(guó)人的專屬,，這不，他們展示出了全新的混合動(dòng)力技術(shù)……

● 合作者or競(jìng)爭(zhēng)者,？

　　在詳細(xì)了解吉利如何PK豐田的技術(shù)前,，我們先來聊聊它們背后的故事，沒錯(cuò),，在混合動(dòng)力技術(shù)背后他們還有著另外一層關(guān)系,。

　　故事應(yīng)該先從豐田普銳斯的鎳氫電池說起。我們可以看到,，即便是在鋰電池成為主流的今天,，豐田依然堅(jiān)持鎳氫電池的應(yīng)用，比如最新的第四代普銳斯提供了鋰電池組和鎳氫電池組兩種方案,。而如今國(guó)產(chǎn)豐田混動(dòng)車型的鎳氫電池供應(yīng)大多來自一家名為科力遠(yuǎn)的公司,。

　　2011年，不斷壯大的科力遠(yuǎn)公司在日本收購了松下旗下的湘南電池工廠,，這家電池工廠是給第一代普銳斯提供電池的企業(yè),。而2014年的第一天，吉利汽車與科力遠(yuǎn)宣布了“在一起”,，成立新公司共同研發(fā)CHS（China Hybrid System）混合動(dòng)力技術(shù)平臺(tái),，它具備一定的擴(kuò)展性，可以為油電混合動(dòng)力（HEV）和插電式混合動(dòng)力（PHEV）車型等提供總成技術(shù),。吉利占股49%,，科力遠(yuǎn)占股51%，所以對(duì)豐田供應(yīng)商科力遠(yuǎn)來說,，這是在做一件挑戰(zhàn)自己甲方的事情,！雖然吉利與科力遠(yuǎn)研發(fā)的CHS混動(dòng)技術(shù)離量產(chǎn)還差上一步，但豐田與科力遠(yuǎn)這兩個(gè)合作伙伴顯然也走上了技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的道路,。

● 豐田的混動(dòng)技術(shù)到底牛在哪,？

　　我們知道豐田識(shí)最早研究混合動(dòng)力技術(shù)的廠商，在1997年第一個(gè)量產(chǎn)了油電混合動(dòng)力汽車——普銳斯,。隨著豐田的混合動(dòng)力技術(shù)不斷積累,，其能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速的E-CVT技術(shù)也日趨成熟,。

　　「取消了傳統(tǒng)變速箱？」當(dāng)我們拋開豐田的這套混合動(dòng)力總成后,，你會(huì)發(fā)生它的機(jī)械機(jī)構(gòu)沒有我們想象的那么復(fù)雜,，而且相對(duì)于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型來說，其動(dòng)力總成體積并沒有太大差別,。這套系統(tǒng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī),、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)和一套行星齒輪組等構(gòu)成。雖然傳統(tǒng)變速箱結(jié)構(gòu)不見了,，但卻能和CVT變速箱一樣能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速,，所以豐田稱這套系統(tǒng)為E-CVT無級(jí)變速機(jī)構(gòu)。

　　「沒有傳統(tǒng)變速箱怎么變速,？」豐田混合動(dòng)力的核心就在于這套行星齒輪的動(dòng)力耦合原理,，最終通過齒圈將動(dòng)力輸出到主減速器以及車輪。其中,，電動(dòng)機(jī)1除了發(fā)揮起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的作用外,，還能通過與之相連的太陽輪起到調(diào)速器的功能，從而實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速功能,。

　　其實(shí),，豐田的E-CVT在結(jié)構(gòu)原理上來說并不復(fù)雜，而其難點(diǎn)在于這套混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì),，例如何時(shí)啟用純電模式,、何時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)介入進(jìn)行混合驅(qū)動(dòng)、何時(shí)為電池組充電以及扭矩如何分配等等,。如果在任何一個(gè)工況下的控制邏輯出現(xiàn)問題,，豐田便無法實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力所追求的節(jié)能性，即便是第四代普銳斯上代號(hào)為2ZR-FXE的1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到了40%的燃油熱效率,。因此,，豐田能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的混動(dòng)技術(shù)完全得益于其近20年豐富的技術(shù)積累。

　　值得一提的是,，任何一個(gè)廠家想要在混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)上直接COPY豐田的E-CVT技術(shù)是不可能的,，因?yàn)樗缫驯回S田申請(qǐng)為自己專利技術(shù)。那么吉利又如何追趕豐田的混合動(dòng)力技術(shù)呢,？

● 吉利為規(guī)避豐田混動(dòng)技術(shù)專利煞費(fèi)苦心,，為什么？

　　從目前國(guó)內(nèi)的新能源發(fā)展來看,，由于國(guó)內(nèi)充電樁系統(tǒng)還不夠完善,，純電動(dòng)車的續(xù)航里程問題一直飽受詬病，所以吉利必須要具備混動(dòng)車型技術(shù)研發(fā)的能力，打造混動(dòng)便成為了他們一個(gè)重要發(fā)展方向,。

　　既然打造與豐田類似的混動(dòng)技術(shù)門檻如此高，那吉利又為何還要基于行星齒輪組來研發(fā)混動(dòng)技術(shù)呢,？原因是吉利看中這種混動(dòng)結(jié)構(gòu)相比依靠離合器介入電動(dòng)機(jī)扭矩的混動(dòng)結(jié)構(gòu)（例如現(xiàn)代索納塔九搭載的混動(dòng)技術(shù)）在整體效能上要更具有優(yōu)勢(shì),；另外，通過行星齒輪耦合發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的方式不會(huì)產(chǎn)生頓挫感,，能夠?qū)崿F(xiàn)無級(jí)變速,。

　　因此，他找到了上述所說的電池技術(shù)專家科力遠(yuǎn)公司進(jìn)行合作,，依靠科力遠(yuǎn)在電池技術(shù)和電池系統(tǒng)能量管理方面的優(yōu)勢(shì)開始了混合動(dòng)力系統(tǒng)的研發(fā),。

　　除此之外，我們?cè)趪?guó)家專利局的網(wǎng)站上看到了吉利申請(qǐng)了這樣一個(gè)專利,，簡(jiǎn)單的說其本質(zhì)上與豐田的混合動(dòng)力沒有太大的區(qū)別,，而唯一的特點(diǎn)是吉利通過一套雙排行星齒輪組（豐田的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)為普通單排行星齒輪組）以及離合器的增加，繞過了豐田的技術(shù)專利,。

　　吉利與科力遠(yuǎn)研發(fā)的CHS混動(dòng)技術(shù)由一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)、一套雙排行星齒輪組以及多部離合器等構(gòu)成,，相比豐田的E-CVT結(jié)構(gòu)在零部件數(shù)量上要更多一些,，結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜。

　　「CHS混動(dòng)技術(shù)有什么優(yōu)勢(shì),？」相對(duì)豐田的E-CVT技術(shù),，吉利與科力遠(yuǎn)合作研發(fā)的CHS混動(dòng)技術(shù)在結(jié)構(gòu)上更加復(fù)雜。由此帶來的優(yōu)勢(shì)是雙排行星齒輪組和鎖止離合器的加入讓混動(dòng)系統(tǒng)的控制模式更為自由,，從而降低了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的耦合控制的難度,。另外，雙排行星齒輪相比單排行星齒輪在齒比范圍上更為寬廣,，能夠一定程度上降低對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要求,。同時(shí)，缺點(diǎn)也較為明顯,，即結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加后帶來的可靠性和耐久性考驗(yàn)則會(huì)成倍地加大,。

● CHS混合動(dòng)力系統(tǒng)如何驅(qū)動(dòng)車輛,？

1,、純電動(dòng)階段

　　在起步階段，搭載這套混動(dòng)系統(tǒng)的車型將完全化身為純電動(dòng)汽車,，此時(shí)推動(dòng)車輛起步的動(dòng)力完全來自于一臺(tái)電動(dòng)機(jī),，發(fā)揮了純電驅(qū)動(dòng)在經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)勢(shì)。

　　電動(dòng)機(jī)1通過行星齒輪組帶動(dòng)減速齒輪，然后帶動(dòng)車輛行駛,。此時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)與行星齒輪組之間的額離合器是斷開的,，所以也就免去了因發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖導(dǎo)致的能量消耗。在汽車起步之后,，想要行星齒輪組的齒圈向外無級(jí)地輸出的動(dòng)力,，那么起到調(diào)速作用的電動(dòng)機(jī)2就必須出場(chǎng)了，通過它改變行星輪與齒圈間傳動(dòng)比,，從而實(shí)現(xiàn)了無級(jí)變速功能,。另外，車輛的前進(jìn)和倒車也是依靠電動(dòng)機(jī)2的正反轉(zhuǎn)來決定的,。

2,、混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)階段

　　一方面由于電動(dòng)機(jī)1的調(diào)速范圍有限，所以純電模式下車輛不可能達(dá)到較高的車速,，另一方面為了彌補(bǔ)此時(shí)的扭矩不足,，所當(dāng)車輛行駛到一定速度后就不得不呼喚發(fā)動(dòng)機(jī)開始干活了。我們知道對(duì)于普通的內(nèi)燃機(jī)車型來說,，想要讓車輛行駛起來,，第一步就是要依靠起動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)起來，然后再點(diǎn)火使發(fā)動(dòng)機(jī)工作,，而對(duì)于這套混合動(dòng)力系統(tǒng)來說則完全不同,。

- 如何在行駛過程中起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)？

　　在行駛過程中起調(diào)速作用的電動(dòng)機(jī)2又能揮它的另一項(xiàng)關(guān)鍵作用——起動(dòng)機(jī),。通過液壓控制系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)與雙排行星齒輪之間的離合器嚙合,，將雙排行星齒輪與電動(dòng)機(jī)1之間的鎖止離合器釋放，發(fā)動(dòng)機(jī)便通過與之連接的行星架介入了行星齒輪組,，此時(shí),，電動(dòng)機(jī)1保持原來輸出動(dòng)力狀態(tài)下，只需要電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)便能夠帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作,，由純電動(dòng)轉(zhuǎn)化成了混合驅(qū)動(dòng)模式,。

- 如何在行駛中為電池組充電？

　　發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來后,，不僅能夠進(jìn)一步提高車速,，而且根據(jù)行星齒輪的扭矩分配原理，在電池組電量不足時(shí),，一部分多余的扭矩還能夠?yàn)殡姵亟M充電,。沒錯(cuò)，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)2又發(fā)揮了它的第三個(gè)職責(zé)——發(fā)電機(jī),。發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)隨時(shí)都為電池充電,，前提是發(fā)動(dòng)機(jī)保持在燃油經(jīng)濟(jì)性最佳的轉(zhuǎn)速區(qū)間里,，額外的能量才會(huì)補(bǔ)充到電池組內(nèi)。

- 如何在高速巡航狀態(tài)提升經(jīng)濟(jì)性,？

　　當(dāng)車輛在高速續(xù)航時(shí),，為了提高這套系統(tǒng)的傳動(dòng)效率，位于電動(dòng)機(jī)2右邊的鎖止離合器會(huì)將電動(dòng)機(jī)2以及與之相連的太陽輪鎖死,，動(dòng)力源僅由發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)1來提供,，減少了系統(tǒng)中部分齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高了機(jī)械效率,。

3,、制動(dòng)能量回收階段

　　在車輛減速制動(dòng)時(shí),，這套混合動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)通過電動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)2共同將動(dòng)能回收到電池組內(nèi),。

　　另外，這套CHS混動(dòng)系統(tǒng)理論上也能夠在怠速狀態(tài)下為電池組充電,。原理是通過鎖止離合器鎖止行星齒輪中的太陽輪,，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)行星齒輪中的齒圈，齒圈驅(qū)動(dòng)行星輪,，從而轉(zhuǎn)動(dòng)與行星輪相連的電動(dòng)機(jī)1,，此時(shí)電動(dòng)機(jī)1則變成了發(fā)電機(jī)為電池組充電了。

● 總結(jié)

　　吉利對(duì)這套CHS混合動(dòng)力技術(shù)平臺(tái)的愿景是服務(wù)于所有中國(guó)品牌的汽車廠商,，就像是這套混動(dòng)系統(tǒng)的名字China Hybrid System一樣,，正是基于這樣開放的心態(tài)，他們吸引來了其他的汽車廠商,，例如2016年2月份,，長(zhǎng)安汽車公司發(fā)布了與吉利和科力遠(yuǎn)達(dá)成合作協(xié)議的公告。

　　當(dāng)然,，這套新的混合動(dòng)力系統(tǒng)距離量產(chǎn)還有待考驗(yàn),，雖然從混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上來說，吉利和科力遠(yuǎn)繞開了豐田的技術(shù)專利,，從理論上來說在功能和效能上可以與豐田一較高下,，但前提是吉利的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)能夠跟上，而不拖整體燃油經(jīng)濟(jì)性的后腿,，諸如豐田通過廢氣再循環(huán)（EGR）,、阿特金森循環(huán)技術(shù)等能夠?qū)⑵桶l(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率提升到40%。另外,，雖然通過增加機(jī)械部件,，可以一定程度上降低混動(dòng)系統(tǒng)的控制難度，但隨之而來的可靠性,、耐久性問題當(dāng)然也不容小覷,。總之，吉利在混合動(dòng)力技術(shù)邁出的這一步非常值得我們贊賞,，未來仍需繼續(xù)努力,。（汽車之家 文/夏志猛 圖/唐朝）

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