最近雷諾發(fā)布一項(xiàng)由小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和新式小型電機(jī)組成的混合動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)，在混動(dòng)車(chē)技術(shù)不斷進(jìn)步，那么自主品牌技術(shù)處于什么水平呢？下面先介紹雷諾最新的混動(dòng)技術(shù)。

　　法國(guó)雷諾公司（Renault）在巴黎舉辦了“Innovations@Renault”活動(dòng)，發(fā)布了在今后具有重要意義的幾項(xiàng)新技術(shù)。其中之一是由可以使用液化石油氣（LPG）的小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和新式小型電機(jī)組成的混合動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)，該公司已宣布，將在2015年將這項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用于量產(chǎn)車(chē)。該技術(shù)與雷諾2014年在巴黎車(chē)展上發(fā)布燃效為100km/L的概念車(chē)“EOLAB”時(shí)介紹的技術(shù)基本相同。

　　圖1：小型電機(jī)

　　新式小型電機(jī)的輸出功率為65kW，扭矩為220N·m。在性能不變的前提下，將體積減小了10％（圖1）。通過(guò)對(duì)過(guò)去使用的多個(gè)模塊進(jìn)行整合，省去了外部電源線。與小型純電動(dòng)汽車(chē)（EV）“ZOE”相同的Chameleon充電器和接線盒在新式動(dòng)力電子控制裝置中實(shí)現(xiàn)了一體化，使體積減小了25％。電機(jī)的冷卻采用空冷方式，動(dòng)力電子控制裝置的水冷系統(tǒng)也有所簡(jiǎn)化。除了重新設(shè)計(jì)逆變器，降低了耗電量之外，還通過(guò)改進(jìn)電子管理系統(tǒng)，使其能夠使用容量為3kW和11kw的軟電纜，從而縮短了充電時(shí)間。

　　汽油/LPG發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)由怠速停止機(jī)構(gòu)、制動(dòng)再生功能、帶環(huán)保模式的渦輪增壓三缸發(fā)動(dòng)機(jī)組成（圖2）。與汽油專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃料消耗量低25％，二氧化碳排放量低10％。與過(guò)去的LPG發(fā)動(dòng)機(jī)相比，燃料消耗量也降低了20％。但找出渦輪增壓與LPG壓力的合理平衡點(diǎn)、在駕駛員不經(jīng)意的狀態(tài)下最大限度活用LPG模式一直是該系統(tǒng)面臨的技術(shù)課題。

　　圖2：汽油/LPG發(fā)動(dòng)機(jī)

　　在此次活動(dòng)上，雷諾還介紹了弱混合動(dòng)力柴油車(chē)項(xiàng)目“HYDIVU”、小型雙沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目“POWERFUL”，以及以“Twizy”為原型的配送用小型EV項(xiàng)目“VELUD”等。

　　HYDIVU項(xiàng)目的目標(biāo)是推動(dòng)行駛距離長(zhǎng)的小型商用車(chē)實(shí)現(xiàn)柴油混合動(dòng)力化，以降低維持費(fèi)（圖3）。試制車(chē)以休旅車(chē)“Master”為原型，配備雙渦輪柴油發(fā)機(jī)“ENERGY dCi 165”。將輸出功率為10～12kW的48V起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)與變速箱集成到一起，利用該一體機(jī)增加扭矩，減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載。并且將該一體機(jī)配置在盡可能靠近車(chē)輪的位置，使制動(dòng)時(shí)的能源再生最大化，以此提高了效率。再生的能源用來(lái)為48V電池充電。

　　圖3：HYDIVU項(xiàng)目

　　雷諾開(kāi)發(fā)出了符合這一概念的可變噴嘴渦輪增壓器，以及通過(guò)優(yōu)化齒輪比降低巡航時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的“低速化”技術(shù)。扭矩的顯著性水平是從1000rpm開(kāi)始，操控穩(wěn)定性在所有轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)保持不變。通過(guò)使用鋼活塞降低了內(nèi)部摩擦，在250MPa的燃料噴射壓力下，尾氣排放量減少了25％。通過(guò)采用上述技術(shù)，在長(zhǎng)距離行駛時(shí)，燃耗最多可降低10％。

　　POWERFUL項(xiàng)目的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)用于小型車(chē)的雙沖程雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)（圖4）。四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率勉強(qiáng)能夠達(dá)到35％，而大型集裝箱貨船通常采用的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為50％。正在開(kāi)發(fā)的新式雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸僅為雷諾現(xiàn)有1.5L柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的一半，重量不到40kg，適用于小型車(chē)輛。配備機(jī)械增壓器和渦輪增壓器，輸出功率為35～50kW，扭矩為112～145N·m/1000rpm～。在初期測(cè)試中，新式發(fā)動(dòng)機(jī)的前景得到認(rèn)可，但今后還需提高性能。該發(fā)動(dòng)機(jī)得到了歐盟提供的貸款，是與法國(guó)、捷克、西班牙等18個(gè)合作伙伴合作開(kāi)發(fā)的。

　　圖4：雙沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)

　　圖5：VELUD項(xiàng)目

　　VELUD項(xiàng)目的目標(biāo)是使城市中的配送車(chē)輛實(shí)現(xiàn)EV化，采用的原型車(chē)是雙座小型EV“Twizy”。該項(xiàng)目還將開(kāi)發(fā)從指定發(fā)貨區(qū)到最終送貨點(diǎn)，全程管理配送車(chē)輛、平臺(tái)和集裝箱的系統(tǒng)（圖5）。

　　筆者針對(duì)各方觀點(diǎn)，從PHEV定義、工作模式、標(biāo)桿車(chē)型和發(fā)展趨勢(shì)等方面對(duì)PHEV進(jìn)行分析，以此了解自主品牌汽車(chē)混動(dòng)技術(shù)發(fā)展水平。

　　1)PHEV定義及特點(diǎn)

　　顧名思義，PHEV就是帶有外接電源充電裝置的混合動(dòng)力汽車(chē)，由于需要外接充電、電池為能量型或混合型，與強(qiáng)混的功率型電池不同；由于需要純電動(dòng)行駛，電機(jī)輸出功率需求較大且動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須具備純電工況，整車(chē)?yán)鋮s和潤(rùn)滑系統(tǒng)在純電動(dòng)工況時(shí)能適時(shí)工作。

　　PHEV包括CD(能量消耗) 和CS(能量維持階段)。CD階段除再生制動(dòng)外SOC(荷電狀態(tài)值)持續(xù)降低，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)工作與參數(shù)匹配相關(guān)，當(dāng)電機(jī)功率匹配較大時(shí)，該階段通常為純電動(dòng)工況；但當(dāng)電機(jī)相對(duì)較小且處于急加速和爬坡工況，或者動(dòng)力系統(tǒng)冷卻和潤(rùn)滑需要發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)啟時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在CD階段仍然需要工作；CD階段純電動(dòng)續(xù)駛里程差別較大，例如4.4kWh的豐田Prius僅為26km、16kWh的沃藍(lán)達(dá)為64km、13kWh的比亞迪秦為70km；新國(guó)標(biāo)要求乘(商)用車(chē)60(40)km/h勻速行駛純電動(dòng)續(xù)駛里程大于50km、才能獲得免購(gòu)置稅等政策優(yōu)惠。CS階段主要是維持SOC平衡、與強(qiáng)混控制相同，但為了防止“背電回家”、SOC控制目標(biāo)不應(yīng)太高(例如30%、強(qiáng)混目標(biāo)點(diǎn)通常為50%左右)，SOC目標(biāo)點(diǎn)同時(shí)要考慮到電池充放電效率。

　　表1 PHEV與強(qiáng)度混合動(dòng)力比較

　　PHEV與強(qiáng)度混合動(dòng)力比較如表1所示，在參數(shù)配置方面、PHEV具備純電和強(qiáng)混的特點(diǎn)，因此從參數(shù)匹配總結(jié)出：PHEV=純電動(dòng)+強(qiáng)混。與強(qiáng)混相比，PHEV電功率比相同或增加，盡管在質(zhì)量上稍有增加、但在CS階段其節(jié)油率應(yīng)不低于強(qiáng)混，即節(jié)油率應(yīng)大于30%以上。

　　2)PHEV工作模式

　　圖2是兩種典型的PHEV動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，比亞迪秦與圖2左圖相同。筆者研究團(tuán)隊(duì)制定了圖2結(jié)構(gòu)的工作模式，如圖3所示，根據(jù)蓄電池SOC和駕駛員需求扭矩(根據(jù)踏板開(kāi)度和車(chē)速解析獲得)，即可確定出PHEV的工作模式，縱軸SOC和橫軸需求扭矩之間白色帶寬是為了防止工作模式的頻繁跳變。圖3中SOC1和SOC2在30%左右，SOC3和SOC4在10%左右；SOC大于SOC1以及處于SOC2和SOC3之間的工作模式是最常用的工作模式，可使電池SOC基本維持在30%左右；設(shè)置SOC3和SOC4的目的是為了考慮“Auto”和“HEV”模式下，低速純電動(dòng)和需求扭矩大(爬陡坡和急加速)等特殊工況的動(dòng)力需求；但當(dāng)SOC低于10%時(shí)電池不能放電，一方面由于此時(shí)電池放電效率低，另外由于電池SOC誤差較大(可達(dá)8%)、此時(shí)電池已經(jīng)處于無(wú)電狀態(tài)。

　　由工作模式可以看出，SOC較大且需求扭矩較小時(shí)、PHEV工作于純電動(dòng)工況；其余工況與強(qiáng)混相同，主要通過(guò)E-M(行車(chē)發(fā)電)和E+M(電機(jī)助力)調(diào)節(jié)作用，在滿足駕駛員需求扭矩的同時(shí)、使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)；只有在三處標(biāo)注黃色區(qū)域PHEV才工作于純發(fā)動(dòng)機(jī)工況，而且此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率較高，有別于傳統(tǒng)汽車(chē)“大馬拉小車(chē)”的工況。

　　因此從工作模式可以總結(jié)出：插電式混動(dòng)=純電動(dòng)+強(qiáng)混，即使在不充電狀態(tài)下(SOC維持在30%左右)，PHEV工作于強(qiáng)混而并非傳統(tǒng)汽車(chē)模式。

　　3)PHEV標(biāo)桿分析

　　搜集了國(guó)內(nèi)外主流乘用車(chē)和客車(chē)PHEV的技術(shù)參數(shù)，如表2所示，可以看出各主要廠商PHEV在CS模式的節(jié)油率均大于30%，PHEV客車(chē)節(jié)油率高達(dá)40%以上，即表明不充電狀態(tài)下節(jié)油率仍然較高。

　　PHEV大巴在CS階段節(jié)油效果非常明顯，各主要廠商在滿足新國(guó)標(biāo)勻速行駛50km的條件下，盡量減小電池容量、減少整車(chē)成本，以傳統(tǒng)車(chē)價(jià)格銷(xiāo)售給公交用戶、用國(guó)家補(bǔ)貼的25萬(wàn)元消化電池和電機(jī)增價(jià)。正是這一創(chuàng)新的控制和商業(yè)模式，2014年僅雙模混聯(lián)PHEV客車(chē)銷(xiāo)量有望突破萬(wàn)臺(tái)、產(chǎn)值上百億元。

　　與PHEV大巴類(lèi)同，在充電設(shè)施并不完善情況下，PHEV轎車(chē)應(yīng)效仿大巴的控制和商業(yè)模式，加速PHEV轎車(chē)的市場(chǎng)化推廣。

　　表2 典型PHEV技術(shù)參數(shù)

　　4)PHEV發(fā)展趨勢(shì)

　　表3 PHEV發(fā)展趨勢(shì)

　　在2014年11月舉辦的廣州車(chē)展上，共展出國(guó)內(nèi)外12種PHEV車(chē)型，既有高端的保時(shí)捷品牌，也有易于推向市場(chǎng)的高爾夫GTE和比亞迪品牌，足以表明各大廠商對(duì)于PHEV的市場(chǎng)信心。

　　同時(shí)，中國(guó)PHEV的市場(chǎng)潛力得到了各大國(guó)際廠商的高度關(guān)注，沃爾沃將于2015年上半年在成都工廠量產(chǎn)沃爾沃S60L插電式混動(dòng)車(chē)并投放市場(chǎng)；大眾2018年底前將向中國(guó)市場(chǎng)引入8款插電式混動(dòng)車(chē)型，最早的兩款車(chē)型將于2015年在中國(guó)生產(chǎn)。

　　近期國(guó)際電池供應(yīng)商已將電芯批量售價(jià)調(diào)整為220~230美元/kWh，但由于國(guó)內(nèi)電池包集成技術(shù)和電池管理系統(tǒng)技術(shù)仍處于起步發(fā)展階段，電池集成后的價(jià)格仍然較高；同時(shí)由于均衡控制和熱管理等難點(diǎn)技術(shù)尚未解決，僅依靠增加電池容量提高續(xù)駛里程并非最佳方法，而PHEV在里程方面有優(yōu)勢(shì)?？萍疾咳f(wàn)鋼部長(zhǎng)在泰達(dá)論壇上提出，2020年后可能會(huì)取消財(cái)政補(bǔ)貼，在無(wú)補(bǔ)貼條件下PHEV有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。純電動(dòng)難點(diǎn)在于電池、電機(jī)、充電機(jī)和電動(dòng)附件等零部件，除此以外、PHEV在整車(chē)集成與控制方面要求較高，而自主品牌在能量管理、動(dòng)力系統(tǒng)解耦、發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速箱等方面積累較少，應(yīng)給予大力支持攻關(guān)。技術(shù)障礙永遠(yuǎn)繞不過(guò)、必須跨越，比亞迪從逆向分析到正向開(kāi)發(fā)的成功，特斯拉輝煌與菲斯科破產(chǎn)的強(qiáng)烈反差，足以說(shuō)明自主掌握核心技術(shù)的重要性。

　　在鼓勵(lì)發(fā)展PHEV的同時(shí)應(yīng)該做好檢測(cè)、監(jiān)管和認(rèn)證工作，清華大學(xué)教授、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)奠基人和資深專(zhuān)家陳全世先生提醒到“插電式混動(dòng)汽車(chē)很容易在技術(shù)上造假，即車(chē)企只要在傳統(tǒng)的汽油車(chē)后軸安裝一個(gè)假電動(dòng)機(jī)就能改裝成插電混動(dòng)”。應(yīng)從“坡起”、“EV”、“Eco”、“Sport”、“Auto”和“HEV”等模式對(duì)PHEV進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，遏制騙補(bǔ)、給PHEV創(chuàng)造良好的發(fā)展氛圍。

　　5)總結(jié)

　　以上從PHEV定義、工作模式和標(biāo)桿車(chē)型等方面對(duì)PHEV進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)可知，PHEV的結(jié)構(gòu)和控制策略決定了其在不充電狀態(tài)下仍是一輛強(qiáng)度混合動(dòng)力汽車(chē)，與傳統(tǒng)汽車(chē)相比、此時(shí)節(jié)油率仍高達(dá)30～40%以上，良好的節(jié)油率應(yīng)該獲得相應(yīng)的牌照優(yōu)惠和補(bǔ)貼；財(cái)政補(bǔ)貼取消后，PHEV是最具生命力的新能源車(chē)型之一；相比于引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，自主品牌應(yīng)堅(jiān)持自主開(kāi)發(fā)，突破PHEV整車(chē)集成控制和關(guān)鍵零部件等方面的技術(shù)障礙。