深度解讀奇瑞DHT:豐田最大的競爭對手來了?

在混動領域,有一句話流傳已久:這個世界上只有兩種混動,一種是豐田的,另一種是其他。

這話如果出自一位豐田車主之口,你可能會一笑而過,但是如果有一位自主品牌的高階研發主管在公開場合說出這句話,那感覺就大不一樣了。

最近,在奇瑞舉辦的一場技術沙龍上,負責奇瑞混動專案的奇瑞汽車傳動與混動研發副總監周之光博士就用這句話表達了對豐田混動技術的敬意,同時也讓臺下的我們不由地好奇:

奇瑞這是準備在混動領域硬剛豐田嗎?

深度解讀奇瑞DHT:豐田最大的競爭對手來了?

豐田混動:一座必須逾越的大山

在這場以奇瑞DHT(混動專用變速箱)技術為核心內容的技術分享會上,周之光博士娓娓道來,揭開了奇瑞DHT的更多技術面紗,而以這句豐田混動的名言作為開場白,他想表達的意思其實非常明確:奇瑞DHT在研發之初,對標的就是豐田的混動系統。

這可不是件容易的事。

如果你看過豐田的廣告,一定會對那句“車到山前必有路”印象深刻,但是如果你是周博士這樣的研發人員,你可能會發現,在混動領域,車到山前真的不一定有路,因為豐田就是那座大山。

從1997年首次推出基於THS混動系統的普銳斯,豐田在20多年的時間裡,已經成為了混動領域神一樣的存在。

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論銷量,混動車型全球累計1500萬銷量的成績無人能敵。

論產品,豐田的混動車型,不僅油耗超低,市區動輒油耗4升多,幾乎是普通燃油車的一半,而且平順性極高,油電切換絲般順滑。很多人印象中豐田混動的加速不行,這其實是誤解,只要配置更強的電機和電池,THS混動的加速效能也是信手拈來,比如最新推出的威蘭達PHEV,百公里加速就達到了6。6秒。

論品牌,十多年前,開一輛普銳斯就像是後來開一輛特斯拉電動車一樣,都是環保和時髦的代名詞,而今天,豐田混動早已成為混動技術高階玩家的代名詞。

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論專利,豐田憑藉先發優勢,已經為自己這套THS混動打造了堅不可摧的專利護城河,任何想要攻克頂級混動技術的工程師,在豐田這座大山面前,都會一面感嘆其簡潔卻精妙的設計,一面為自己無法使用這樣的設計而苦惱。

周之光博士也是其中之一,他形容豐田的專利像“森林一樣恐怖”,你往裡面鑽,要麼留下買路錢,否則你只能繞道走。

豐田之所以能夠在混動市場這麼牛氣,是因為它成功地抓住了一項牛鼻子技術——行星齒輪。

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這種神奇的齒輪並不是豐田發明的,比如大家熟悉的AT變速箱就包含了行星齒輪,但是把它成功大規模運用到混合動力系統中,豐田卻是唯一一家。

這不僅僅是因為豐田有專利。

豐田混動之所以極致省油,核心就在於能夠靈活分配發動機運轉製造出的能量流,多少用來發電,多少傳遞到車輪上,都是隨時隨地實時調整,而承擔這項重任的正是行星齒輪。

正是因為需要高頻執行並需要承受極高的扭矩,相比用在AT變速箱裡,行星齒輪用在混動系統中,加工工藝的要求高出了不止一個檔次,豐田也是因為有著超一流的供應鏈整合控制能力,並且經過了20多年的改進最佳化,才能實現這套齒輪系統的高品質低成本批次化生產。

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所以,對其他品牌來說,即使豐田把圖紙和專利送給你,你也很難實現大規模低成本量產裝車。

換句話說,想要在混動領域追趕甚至超越豐田,要麼在搞定混動專用行星齒輪製造工藝的基礎上繞過豐田專利,要麼找出比豐田更厲害的新方案,要不然就放棄自研混動技術的企圖,或是服個軟,認了豐田這個“山大王”的地位,花錢買技術。

追趕豐田之路

對於大多數品牌來說,混動技術只是錦上添個花,沒有也不是什麼大問題,比如BBA就不操這個心,因為人家只靠燃油車照樣不愁沒銷路,大眾也在2019年不再把混動作為戰略重點,全面向特斯拉看齊,押注電動車。

花錢買技術的那位,是福特。

2011年,福特與豐田達成包括混動系統在內的深度合作,並陸續推出了搭載豐田混動技術的蒙迪歐混動版以及多款皮卡車型。

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但這些並不妨礙少數廠商下決心搞定混動技術,畢竟在氫時代到來前,混合動力必然會成為一個長期的解決方案。

垂涎於行星齒輪的精妙,並且想要繞過豐田專利的有通用和奇瑞。

你豐田的專利只有一組行星齒輪和一組驅動電機?我通用Double!

基於雙排行星齒輪和雙電機驅動的設計,通用也打造出了自己的混動系統,效率比豐田的那套更高,更省油,但是通用很快發現,這套複雜度極高的系統成本太高,量產下來也沒什麼銷路,最終只得將其束之高閣,把更多的資源投向了電動汽車。

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2016年,早在2001年就開始研究混動技術,並在2009年推出首臺BSG混合動力汽車的奇瑞同樣不甘寂寞,將一套融合了行星齒輪與CVT技術的獨創ESS混動架構搭載在自己的首款插電混動車型艾瑞澤7e上。

在技術沙龍現場,有奇瑞工程師向我們透露,當時為了攻克工藝難關,單單在這組小小的行星齒輪上,奇瑞就投入了超過1000萬,但是胳膊擰不過大腿,國內的零部件製造工藝和日本的差距不是一家車企短時間內能夠改變的,這也導致這套混動系統大規模量產的難度和成本都太高,所以最終奇瑞沒有繼續死磕這個混動技術方向。

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PK豐田,當然也少不了日系頭鐵本田。

經過長達數年的技術演進,本田最終打造出了一套和豐田“功率分流”思路完全不同的“串並聯”式i-MMD混動,並且成功實現了大規模低成本量產,是目前極少數能夠和豐田硬剛的產品。

同樣採用這種“串並聯”思路的還包括了中國的比亞迪、長城、廣汽等廠商。

和豐田透過行星齒輪極致最佳化發動機的工作效率相反,這類系統充分汲取了增程式電動車的優點,讓車輛大多數時候都執行在純電驅動模式下,發動機主要用來發電,同時也可以在中高速時斷開和電機的連線,獨立驅動車輛。

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當然,和豐田THS相比,串並聯系統也存在弱點,那就是不夠均衡。

不錯,在中低速的純電模式下,串並聯混動車約等於一臺電動車,也就自然而然地具備了電動車起步扭矩好、動力響應快、平順、安靜的特點,但是一旦發動機工作,缺點就會暴露出來。

比如在發動機獨立驅動時,由於大多數都是採用單擋直驅,沒有變速箱,發動機的工作區間很窄,中高速時油耗並不理想,而如果為了提速拉高轉速,車輛的噪音也會很大。

由於需要採用離合器來進行驅動電機和發動機的連線/斷開,i-MMD系統在動力切換時始終無法做到THS系統那樣的絲般順滑。

在發電時,由於無法像THS系統那樣精準協調發動機和電動機的轉速,二者很難同時執行在高效區間,也就無法取得極致的油耗……

也就是說,在成本可控的情況下,20多年過去了,目前依然只有豐田的混動能夠在油耗、平順、NVH、動力等方面取得完美的平衡,其他品牌只有追趕的份。

寫給豐田的“最強戰書”

面對這樣的局面,在混動領域積累了近20年,並已完成了第一代混動技術積累的奇瑞再次出手了。

2018年,奇瑞正式牽頭啟動科技部主導的國家級重點研發計劃“新型高性價比乘用車混合動力總成開發與整車整合”。

實際上,按照周之光博士在此次技術沙龍上透露的資訊,奇瑞從2016年開始就已經開始了第二代PHEV混動系統的研發,他也分享了不少關於這套DHT系統的研發細節。

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比如除了瞄準豐田混動系統的各項指標,奇瑞工程師們花了大量的精力調研消費者的實際需求。

他們發現,中國消費者對混動車的期望值完全可以用苛刻來形容,他們不僅要求油耗足夠低,市區也能開到4點幾,而且希望能有5秒內的超跑級加速,同時對NVH隔音和平順性的要求也很高。

在進行續航目標的設計時,奇瑞工程師發現,市面上很多混動車型的純電續航里程都是根據美標的40英里(64公里)設計的,很難滿足中國消費者的需求,透過調研,他們發現,實際上續航里程達到50公里就能滿足80%消費者的日常需求,但是如果把續航提升到100公里,能夠滿足92%的出行場景,於是毅然把續航定義在了100公里。

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最終,他們把目標確定為具備雙電機驅動和三擋結構的DHT。

2021年5月18日,奇瑞歷時四年多打造的全功能混動架構DHT在蕪湖正式下線。

這是一種全球首創的混動架構,也可以說是目前寫給豐田混動的“最強戰書”。

從結構設計上來說,這套系統既沒有使用豐田式的行星齒輪結構,也不像目前大多數DHT使用單檔單電機機構,而是設計了兩臺驅動電機和一組三擋變速器作為DHT的核心部分。

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相比目前大多數DHT使用的單臺驅動電機,奇瑞DHT的雙驅動電機有幾大優勢。

首先是配合發動機,讓車輛擁有了三個(兩驅)甚至四個(四驅)動力源,從而組合出了更多的玩法,實現了業界最多的9種駕駛模式和11種檔位組合,從而滿足全球範圍內各種工況下的複雜駕駛場景,以首次搭載這套DHT的瑞虎8PLUS PHEV為例:

1、起步時,前面兩個電機同時執行,可以實現平穩的加速;油門到底,則前後3電機同時驅動(四驅版),338kW的系統總功率瞬間爆發。

2、中低速行駛時,採用單電機純電驅動,駕駛平順舒適,能耗也更低。

3、在高架上高速行駛時,發動機與電機並聯驅動,強勁高效。

4、需要超車時,目前行業唯一的發動機與三電機並聯四驅能夠爆發出極強的動力。

5、遇到紅燈時,可在滑行、制動過程中回收儲存電能,降低油耗。

6、遇到擁堵路況,可在行駛時增程充電,在停車時駐車充電。

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7、高速長途行駛時,1。5T渦輪增壓發動機直驅,並透過三擋變速箱始終讓轉速保持在中低轉高效率區間,除了保持低油耗,也能實現更好的靜音效果。

8、長途遠行時,增程驅動、並聯驅動模式及能量回收功能可讓車輛一邊行駛一邊充電。

9、山道上坡時,並聯四驅模式可獲得充沛的動力。下坡滑行、制動過程中可回收儲存電能、降低油耗。

10、高速轉向時,前軸與後軸透過系統實時計算,分配最佳扭矩,實現轉向穩定。

11、在冰雪、泥砂等極端路況下,後驅和四驅模式可以提高車輛的駕控穩定性並及時脫困。

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同時,相比採用一臺高功率電機的系統,使用兩組成熟的中低功率電機進行組合,不管是電機還是離合系統,都能夠提升穩定性,並在製造工藝方面更好地適應中國的零部件水準,從而減少對海外技術的依賴,避免在關鍵技術上被外商卡脖子。

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除此之外,這套DHT的三擋變速器不僅僅可以用來作為發動機直驅模式時的變速箱,而且還能夠和兩臺電機進行組合,在發電時實現轉速調節,這樣的好處就是可以讓發電機和發動機的轉速匹配到各自的最佳區間,顯著提高發電的效率。

最終實現的效果是:

百公里不超過5L的虧電油耗,百公里加速時間小於5秒,100KM的純電續航,一箱油續航超過1000公里,全電四驅系統,實現了用一套混動系統完成目前市面上各種優秀混動系統合體的效果。

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相比之下,豐田即將上市的威蘭達PHEV,儘管百公里虧電油耗5。2L(兩驅)、5。5L(四驅),百公里加速6。6秒,純電續航95KM(兩驅)、87KM(四驅)的成績已經非常優秀,但還是被奇瑞給比了下去。

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賬面資料上的領先還不是奇瑞這套DHT系統最激動人心的地方,當被問起如果其他廠商模仿這套優秀的架構怎麼辦時,周之光博士透露,奇瑞DHT不僅獲得了國家發明專利,擁有完全的自主智慧財產權,而且在研發過程中已經像豐田研發THS時一樣,為自己的技術構築了堅實的專利保護體系。

據瞭解,截至目前,奇瑞集團已經累計申請專利21000多件、授權專利13000多件,位居中國汽車行業前列。一片屬於中國品牌的混動專利“森林”正在茁壯成長。

總 結

24年前,奇瑞發動機工廠的第一根立柱剛剛打下時,豐田的THS已經在鎂光燈下閃耀登場,24年後的今天,奇瑞已經用自己的奮力追趕證明了,中國品牌完全有能力在混動領域和豐田這樣的巨頭扳一扳手腕。

在這場以“理工男的長情”為主題的技術沙龍上,奇瑞動力系統技術中心執行總監古春山分享一則讓人印象深刻的往事。

20年前,一次從歐洲學成歸來的路上,奇瑞年輕的工程師們在機場遭遇了行李超重,並且來不及託運後,面對著兩箱技術資料和另外兩箱帶給老婆孩子的禮物,他們想都沒想,就丟掉了後者,帶著技術資料上了飛機。

深度解讀奇瑞DHT:豐田最大的競爭對手來了?

這個故事或許能解釋,為什麼奇瑞能夠在短短20年的時間,在發動機、新能源、混動等各個領域裡創造一個個不鳴則已,一鳴驚人的成績。

尹同躍曾說,企業要想長足發展,不能靠花錢買來的死技術,必須要抓住“牛鼻子”,掌握活的技術。

這種精神,顯然早已溶入了奇瑞這群理工男的血液裡,並且正在幫助奇瑞一步步邁向豐田的高度,成為一家偉大的世界級車企。