靠混动突围的现代汽车,能否凭技术实力超越丰田
[现代汽车,超越出行](25)
现代汽车:下一代混动技术有何优势
增加电机提升驾驶性能与燃油经济性
混动系统从3种扩展至5种
与“混动鼻祖”丰田正面较量
Genesis后驱混动与EREV也在开发中
随着电动车市场“鸿沟”(chasm·指一时性的需求停滞)期拉长,混合动力汽车(HEV)正作为下一代环保车动力源备受瞩目。过去数年急速增长的电动车市场,近期在美国和欧洲因补贴缩减、充电基础设施限制、价格负担等现实约束而增速放缓。全球多家市场调研机构也将2024年至2026年界定为电动车普及的过渡期。消费者开始转而选择混合动力车取代电动车,这一选择催生了新的市场趋势。
现代汽车集团也以混合动力为先导,加快进军包括美国和欧洲在内的全球市场。尤其是时隔7年以全新换代车型推出的新款Palisade,搭载了现代汽车集团新开发的下一代混合动力系统,备受关注。现代汽车计划在今年下半年将混合动力版Palisade推向美国市场。在美国这一以大型运动型多用途车(SUV)为主力车级的市场中搭载全新混合动力系统,预计Palisade将有望成为现代汽车在美销售的核心车型。现代汽车集团还将在位于美国佐治亚州的电动车专用工厂HMGMA追加混合动力生产线,提高混合动力车型的当地产量。借此,现代汽车集团正式向长期由丰田主导的美国混合动力市场发起挑战。
今年上半年,现代汽车和起亚在美国销售的混合动力车型共计13万6180辆,同比增加45.2%。同期电动车销量则减少28%,仅为4万4533辆。仅从增减幅度即可确认,混合动力正作为应对电动车“鸿沟”的替代方案迅速崛起。尤其是美国Trump政府宣布将于今年9月后终止电动车税收抵免(补贴)优惠,进一步加大了围绕电动车的市场不确定性。在此背景下,混合动力作为环保车的新选项备受关注,带动了现代汽车与起亚的业绩增长。
顺应市场变化,现代汽车集团大幅修正了既有战略。一方面放缓电动车转型速度,另一方面显著提高混合动力的比重。2023年展示现代汽车中长期愿景的“Hyundai Way”战略中,电动车相关内容还是主体,而在次年发布的新版“Hyundai Way”中,混合动力相关内容得到大幅强化。现代汽车计划将混合动力车型从现有7款扩充至14款;Genesis则决定除电动车专用车型外,在其余所有车型上建立混合动力产品线。此前Genesis品牌曾宣称将不经由混合动力这块“踏脚石”而直接转向电动车,如今则调整路线,决定为Genesis单独开发专属混合动力系统。起亚也计划在Seltos、Telluride等人气车型上追加混合动力车款,并将混合动力车型扩充至10款。
现代汽车集团混合动力系统将从3种扩展至5种
今年首次亮相的下一代混合动力系统,相比既有汽油发动机,燃油经济性提升45%,最大功率和最大扭矩分别提升19%和9%(以2.5T混合动力为基准)。搭载于新款Palisade的2.5T汽油混合动力系统,最高燃油经济性为每升14.1公里,系统最大功率334马力,最大扭矩46.9公斤力·米。
此前现代汽车集团的混合动力系统共有三种:△1.6T汽油HEV △2.0汽油HEV △1.6汽油HEV。三套系统均基于排量1.6至2.0升的中型汽油发动机开发,需要覆盖从Avante到Carnival在内的全部车型。因此,也有观点指出,对于Carnival等大型车型而言,混合动力系统的输出略显不足。
为克服这一问题,现代汽车集团决定将下一代混合动力系统的选择范围从3种扩展至5种。从2.5涡轮混合动力到后驱混合动力,将开发共5种系统(前驱HEV 4种、后驱HEV 1种),以适配多样化车型。借此,现代汽车集团计划构建一条混合动力系统产品线,从最大功率100马力出头的小型车型,到需要300多马力高输出的大型车型都能全面覆盖。
现代汽车集团下一代混合动力有哪些变化
现代汽车集团的下一代混合动力系统,最大特点是在现有基础上额外增加了一台用于驱动辅助功能的电机,从而提升驱动性能,燃油经济性也进一步改善。现代汽车集团采用的是并联式混合动力系统。按照驱动电机的位置不同,混合动力系统被划分为P0至P4几种形式。在传统系统中,负责驱动的电机只有一台。虽然还配有一台负责起动和发电的电机(P0),但对驱动本身影响有限。而在新的混合动力系统中,又新增了一台能直接参与驱动的电机(P1)。这台P1电机与发动机直接相连,提高了能量传递效率。
负责辅助驱动的P1电机与承担主要驱动任务的P2电机之间装有发动机离合器。现代汽车集团的混合动力车型通过结合与分离离合器,调节发动机、电机与车轮之间的连接。在仅依靠电池驱动的电动(EV)模式下,发动机离合器分离,仅以P2电机驱动车辆。当进入高速路段时,发动机离合器结合,发动机与两台电机(P1、P2)共同输出动力,驱动车轮。得益于这一系统结构,采用现代汽车集团方案的混合动力车型在高速行驶方面相比竞争对手更具优势。
在新系统中增加一台电机虽然可以提升输出功率,但如何缩小动力总成的尺寸与体积,是开发团队面临的最大课题。为此,工程师通过高密度设计与强化冷却系统来缩小电机体积,并采用内置阻尼器、电动机油泵、一体化壳体等多种技术手段。最终,即便额外搭载了一台P1电机,变速器总长度也仅增加了8.5毫米。
乘坐舒适性也得到改善。早期现代汽车混合动力系统在发动机离合器结合与分离时,会将换挡冲击传递给驾驶者,因此被普遍评价为行驶质感较差。从电动模式下电机安静行驶,到发动机介入驱动的瞬间,驾驶者会明显感到不协调。
但通过持续改进,如今技术水平已提升到几乎感觉不到换挡冲击的程度。本次下一代混合动力系统在发动机介入时的违和感以及车内静谧性方面都得到大幅改善。现代汽车集团在混合动力换挡逻辑(ASC)中进一步利用“P1电机”,实现了更为平顺与迅捷的换挡表现,并通过改进发动机离合器控制,减少了发动机介入时的不适感。此外,在车辆静止、通过发动机运转为电池充电的情况下,新增利用P1电机削减发动机振动和低频噪音的技术,进一步提升了车内静音表现。
现代汽车 vs 丰田:混合动力优劣势对比
那么,现代汽车集团的混合动力系统与竞争对手相比,有何差异化特点?不妨与被誉为混合动力“鼻祖”且长期占据绝对优势地位的丰田系统进行比较。拥有自研混合动力技术的丰田与现代汽车,已在全球市场形成“双寡头”格局。两家企业的技术实力都得到全球认可,但系统类型并不相同:现代汽车采用并联式混合动力,丰田则采用串并联式混合动力系统。
“混合动力鼻祖”丰田于1997年采用串并联方式,推出全球首款量产混合动力车型Prius。当时竞争对手甚至将丰田的串并联系统称为“完成形混合动力”,足见其技术门槛之高。然而,现代汽车为避开丰田专利,选择了另一条道路——并联式方案,自主开发混合动力技术。开发初期,发动机介入时的违和感被视为最大问题,因而也曾受到行驶品质偏低的批评。但在坚持走自主路线、持续深耕技术开发的结果之下,如今外界普遍认为,现代汽车式混合动力的技术水平也已达到顶尖水准。
两家公司的混合动力系统都具备相同的基本特征——在低速时由电机驱动,高速时发动机介入,与电机共同驱动车辆。但差异体现在动力传递方式与构成部件上,其中最大的不同在于是否配备离合器与多挡变速器。丰田的串并联HEV没有离合器和多挡变速器,而是采用基于行星齿轮的动力分配装置,在发动机和电机之间分配动力。系统会根据情况适时调节是依靠电机驱动还是依靠发动机驱动。由于在发动机与电机之间切换行驶时几乎没有违和感,因此在城市等低速路况下具有优化优势。同时,在加速过程中还能将发动机富余动力回充电池,提高能量利用效率,从而带来更好的燃油经济性。
相较之下,现代汽车的并联系统在发动机和电机之间设有离合器,根据车速通过结合与分离离合器的方式进行控制。低速时分离离合器,仅依靠电机驱动;而在高速或需要强劲加速时,结合离合器,同时利用发动机和电机的动力。此外,现代汽车采用带有挡位的变速器,在高速行驶工况下能够最大限度发挥发动机性能。
现代汽车开发新型混合动力“EREV”
近期,现代汽车集团正在加紧开发一种全新概念的混合动力——串联式混合动力、即增程式电动车EREV(Extended-Range EV)。现代汽车此前已表示,将在明年年底前在北美和中国实现一次加油可行驶900公里以上的EREV量产。首批应用车型将是现代汽车和Genesis的D级(中型)SUV,目标销量超过8万辆。
EREV系统兼具传统混合动力(HEV)和电动车(EV)的特征,更接近于电动车的概念,因此又被称为串联式混合动力或增程式电动车。用一句话概括EREV,就是“加油行驶的电动车”。虽然同样配备发动机、电池和电机,但驱动车轮的动力完全由电机提供,发动机不直接参与驱动,而是作为发电机,仅负责为电池充电。车辆在加油后启动发动机,由发动机发出的电力为电池充电,再由电池供电驱动电机,从而带动车轮转动。既可以通过加油并运转发动机为电池充电,也可以直接插电对电池进行外部充电。
近年来,EREV在中国和美国等地备受关注,其背后原因是消费者对充电问题的焦虑。面对充电基础设施不足、续航里程较短等不安因素,消费者开始选择续航里程更长、且可以直接加油的EREV。去年中国EREV销量达到120万辆,同比激增79%,远高于纯电动车23%的增幅。多家全球权威市场调研机构预测,到2030年EREV市场的年均增长率将保持在16%至18%的高位。
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