毫無(wú)疑問(wèn)的，眼下的汽車社會(huì)正在邁向全新的新能源時(shí)代。而新能源動(dòng)力的出現(xiàn)將徹底改變汽車社會(huì)運(yùn)行了一百余年的固有模式，同時(shí)還將建立一套全新的新能源汽車運(yùn)作體系。而在正式進(jìn)入新能源時(shí)代之前，我們還會(huì)面對(duì)新能源技術(shù)的大爆發(fā)。
關(guān)于新能源技術(shù)即將帶來(lái)的社會(huì)變革以及新能源車普及階段的問(wèn)題，筆者已經(jīng)多次撰文進(jìn)行過(guò)描述，所以今天咱們不妨拋開(kāi)此前那些陽(yáng)春白雪的論調(diào) ，從最根本的地方來(lái)看看，新能源車到底是個(gè)什么東西?
既然都已經(jīng)說(shuō)了從最根本的地方來(lái)看什么是新能源車，那么必然就要從新能源車發(fā)展的動(dòng)力說(shuō)起。為什么會(huì)有新能源車呢?很簡(jiǎn)單，源于主被動(dòng)兩個(gè)方面的原因。
在主動(dòng)層面上，世界汽車科技的進(jìn)步已經(jīng)為新能源動(dòng)力的發(fā)展提供了生長(zhǎng)的土壤。而在被動(dòng)的層面上，法規(guī)的驅(qū)動(dòng)成為促使新能源車快速發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。按照目前?guó)際上主流的幾種法規(guī)限制來(lái)劃分，可分為碳排放法規(guī)和油耗限值。以2020年的限值為例，規(guī)定最為嚴(yán)苛的歐盟規(guī)定汽車產(chǎn)品平均二氧化碳排放量必須達(dá)到95克每公里。在油耗限值方面，中國(guó)政府要求在2020年乘用車平均油耗要降低到5L每百公里。以現(xiàn)有的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)來(lái)看，要在2020年滿足歐盟的碳排放法規(guī)以及油耗限值已經(jīng)不是特別實(shí)際。
另一個(gè)方面，各項(xiàng)法規(guī)在計(jì)算碳排放量以及油耗平均值時(shí)都會(huì)對(duì)新能源車網(wǎng)開(kāi)一面，比如在分母上將滿足要求的新能源車銷量乘兩倍，比如對(duì)于純電續(xù)航里程(參配、圖片、詢價(jià)) 超過(guò)50公里的插電式混合動(dòng)力車型按零油耗計(jì)算等等。無(wú)疑，政策的利好也驅(qū)動(dòng)了企業(yè)更熱衷于去研發(fā)新能源汽車。
根據(jù)業(yè)內(nèi)的共識(shí)，新能源車是指采用了非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，或者使用常規(guī)車用燃料，但采用新型車載動(dòng)力裝置。綜合動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。所以從廣義的定義來(lái)看，混合動(dòng)力車輛、插電式混合動(dòng)力車輛以及純電動(dòng)車輛都可以劃歸為新能源汽車產(chǎn)品。
對(duì)于采用傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)的新能源車輛，又提出一個(gè)電動(dòng)機(jī)額定功率與發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的比值的概念來(lái)進(jìn)行劃分，這個(gè)比值被稱之為混合度。一般情況下，混合度在5-10%之間被定義為弱混、10-15%為輕混、15-40%為中混、40%以上則為重度混合。以目前一百千瓦左右的內(nèi)燃機(jī)最大輸出功率來(lái)看，混合動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)額定功率涵蓋5千瓦到30千瓦左右的區(qū)間。在結(jié)構(gòu)形式方面，又可分為串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)以及混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)三種。
串聯(lián)式的混合動(dòng)力最大的特點(diǎn)就在于發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)完全不產(chǎn)生連接，發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體為電動(dòng)機(jī)和電池服務(wù)。其最大的特點(diǎn)就在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非常容易布置。但是在這種情況下，電動(dòng)機(jī)作為整車的主要?jiǎng)恿?lái)源必須擁有足夠大的額定功率，容易造成整車質(zhì)量的增加以及成本的增加。所以這種結(jié)構(gòu)形式目前主要運(yùn)用于啟停和制動(dòng)較為頻繁的城市公交，在乘用車方面倒是很少采用這樣的結(jié)構(gòu)形式。
乘用車方面用得更多的還是并聯(lián)式和混聯(lián)式兩種結(jié)構(gòu)形式，并聯(lián)式混合動(dòng)力最大的特點(diǎn)在于發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)有機(jī)械連接，通過(guò)離合器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)，一般來(lái)說(shuō)，并聯(lián)式的混合動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間、電動(dòng)機(jī)與變速箱之間分別布置一套離合器，由此實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)對(duì)于車輛的同時(shí)驅(qū)動(dòng)。
混聯(lián)式的結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)就在于增加了一套行星齒輪機(jī)構(gòu)，通過(guò)行星齒輪的多方位連接特性，實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)式混合動(dòng)力和并聯(lián)式混合動(dòng)力的輸出特性。具體點(diǎn)說(shuō)，通過(guò)行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力可直接驅(qū)動(dòng)車輪。
齒圈軸與電動(dòng)機(jī)連接，同樣用于驅(qū)動(dòng)車輪，而太陽(yáng)輪則與發(fā)電機(jī)連接，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者向蓄電池充電，在車輛啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)還可以作為電動(dòng)機(jī)使用。與串聯(lián)式相比，混聯(lián)式增加了發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接，與并聯(lián)式相比，混聯(lián)式則弱化了發(fā)動(dòng)機(jī)的作用，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)最優(yōu)的運(yùn)行工況。而在并聯(lián)式和混聯(lián)式的結(jié)構(gòu)形式下，又演變出了多種不同的構(gòu)型。
先來(lái)看最基本的弱混，弱混動(dòng)力的實(shí)現(xiàn)方式主要靠起動(dòng)機(jī)的升級(jí)進(jìn)行，目前業(yè)界主流的兩種弱混動(dòng)力是通過(guò)增強(qiáng)型啟動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)(STT)以及皮帶輪電機(jī)系統(tǒng)(BSG)兩種結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)的。其最大的特點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)不直接驅(qū)動(dòng)變速箱，而是通過(guò)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的提升。在經(jīng)濟(jì)性方面相比于普通車型提升5%左右。
電機(jī)參與度更高的中強(qiáng)混合動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型中又可分為單電機(jī)系統(tǒng)和雙電機(jī)系統(tǒng)兩種。單電機(jī)系統(tǒng)就是最簡(jiǎn)單的通過(guò)兩套離合器實(shí)現(xiàn)并聯(lián)式結(jié)構(gòu)，最大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于電動(dòng)機(jī)位于變速箱之前。采用這種構(gòu)型的混合動(dòng)力車型為本田的混合動(dòng)力飛度(參配、圖片、詢價(jià)) 等，以驅(qū)動(dòng)形式來(lái)看又可分為前驅(qū)車型架構(gòu)、后驅(qū)/四驅(qū)車型架構(gòu)兩種。
而雙電機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)又分為雙電機(jī)混聯(lián)動(dòng)力分流系統(tǒng)、雙電機(jī)分軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、雙電機(jī)電驅(qū)動(dòng)變速箱三種。其中，雙電機(jī)混聯(lián)動(dòng)力分流系統(tǒng)就是最基本的混聯(lián)式混合動(dòng)力，發(fā)電機(jī)在這一架構(gòu)中可以起到一個(gè)電動(dòng)機(jī)的作用。通過(guò)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)力傳遞至固定的車橋。
而雙電機(jī)分軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)而言較為簡(jiǎn)單，由于傳統(tǒng)動(dòng)力和電動(dòng)動(dòng)力被均分到前后兩個(gè)軸上，所以并不需要諸如行星齒輪或離合器這樣的動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)。而且還能夠輕松的實(shí)現(xiàn)四驅(qū)、更有助于軸荷分配等。所以這一結(jié)構(gòu)目前被大部分的歐洲汽車企業(yè)所運(yùn)用，代表車型寶馬2系(參配、圖片、詢價(jià)) 插電式混合動(dòng)力版。第三種結(jié)構(gòu)形式為電驅(qū)動(dòng)變速箱，不同于其他兩種雙電機(jī)模式的是，這種結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)變速箱，而傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)則加入BSG等技術(shù)。代表車型就是比亞迪秦。
而純電動(dòng)動(dòng)力無(wú)疑是新能源車時(shí)代發(fā)展的極致，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的布置形式不同，純電動(dòng)動(dòng)力又可分為單電機(jī)形式、輪邊電機(jī)形式以及輪轂電機(jī)形式。以動(dòng)力源來(lái)劃分又可以劃分為燃料電池動(dòng)力以及充電電池動(dòng)力。
單電機(jī)的架構(gòu)是目前相對(duì)主流的方式，在動(dòng)力布置方面與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛相似，對(duì)于前置車型而言，僅僅需要替代傳統(tǒng)車型的發(fā)動(dòng)機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)，而傳統(tǒng)車型的其他技術(shù)完全可以沿用。所以成本相對(duì)較低，是目前國(guó)際上主流的布置形式。
而輪邊電機(jī)則是把電動(dòng)機(jī)布置在每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪附近，由電動(dòng)機(jī)對(duì)車輪進(jìn)行單獨(dú)控制，由此可省略傳動(dòng)軸、差速器等部件。由于沒(méi)有專門的發(fā)動(dòng)機(jī)艙，所以空間布置也要更加靈活，代表車型就是特斯拉Model S。輪轂電機(jī)則是在輪邊電機(jī)的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，直接把電機(jī)與輪轂連接，完全可以取消剎車。目前這一方式還處于論證階段。
講到這里，有關(guān)眼下新能源車的最最淺顯的劃分也可以告一段落。總的說(shuō)來(lái)，新能源技術(shù)眼下正處于一個(gè)百花齊放的狀態(tài)，最終市場(chǎng)會(huì)選擇哪一種方式，還有待時(shí)間的論證。不過(guò)可以肯定的是，濟(jì)節(jié)能的特性以及更加貼近于眼下汽車社會(huì)運(yùn)作方式都讓混合動(dòng)力以及插電式混合動(dòng)力車型將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)變得無(wú)可替代。并在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)成為新能源時(shí)代的主流產(chǎn)品。
