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『汤叔解惑』广汽的G-MC插电混动系统详解

2019-08-10 08:40

来自 :电动邦

作者 :汤启隆

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广汽,最开始是以增程式混动为主,推进其新能源产品的主打技术路线。但是随着市场的竞争,对手们纷纷推出的PHEV产品,动力性能都要优于广汽的增程混动,所以逐渐失去了市场竞争力。

之前的专栏我为大家介绍过比亚迪的DM系统、上汽的EDU系统,都是可以实现串联和并联两种工作模式的技术路线,既可以实现增程式驱动,也可以把发动机和电动机的动力叠加在一起,实现超强的加速性能。所以2014年之后,广汽推出的G-MC系统做出了重要的技术调整,通过全新的设计实现了同时具备串联和并联的驱动方式。 

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▲广汽G-MC的混合驱动逻辑

与上汽的EDU系统非常类似,同样采用了两台独立电机,一台主要用于驱动,另一台主要用于发电。但不同的是,G-MC只采用了一个离合器实现动力的耦合,也没有设计上汽EDU系统那么复杂的两档变速箱。

发动机与发电机同轴布置,通过离合器的结合可以将发动机的动力传递给差速器,驱动轮电机与差速器处于常咬合状态,之间并没有离合器连接。所以这套系统从表象上看是典型的以电驱动为主的系统,很有可能是从广汽原有的增程式混动系统中升级进化而来。

这样的设计结构,让这套动力系统可实现串联(增程)、并联和纯电驱动三种驱动模式:

1. 当离合器断开时,发动机仅能驱动同轴的发电机发电。动力无法传递给驱动轮,此时驱动轮完全由驱动电机通过纯电力驱动。这种模式相当于串联模式,也就是我们常说的增程模式;

2. 当离合器接合的情况下,发动机可以与电机共同参与驱动,此时发动机和电动机的动力叠加使用,从而能够获得较强劲的加速性能。

3. 当离合器断开,发动机熄火状态下,驱动电机可以通过电池的能量实现纯电力驱动。 

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▲广汽G-MC混合驱动系统结构:由一台1.5升阿特金森循环发动机、两台电机以及一个离合器组成。

■  广汽G-MC与上汽EDU对比,谁更具性能优势?

上一篇专栏我为大家介绍过,上汽EDU的性能优势,在于通过增加一台2挡变速箱,使得燃油发动机的性能得以更大程度的发挥,能够适应的速度区间更广,从而实现更好的燃油经济性。但由于上汽缺乏高热效率的阿特金森循环发动机,所以采取了更复杂的变速箱设计来弥补燃油经济性方面的缺失。

而广汽G-MC混动系统,虽然没有上汽那么复杂的变速箱和两套离合器设计。但由于广汽掌握了1.5升阿特金森(Atkinson简称ATK)循环发动机技术,所以发动机本身具备很好的热效率。简单的说,就是广汽的G-MC天生更节油,所以不需要增加一套变速箱来平衡发动机的经济性。这就是为什么广汽G-MC采用了最简洁的同轴单离合器设计来实现油电混动。当然,这也得益于广汽早期在增程式混动系统方面的技术积累。由于增程式混合动力的发动机只能用来发电,所以对发动机的燃油效率要求特别高(不然则会得不偿失)。

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▲传统奥托循环四冲程发动机和阿特金森(Atkinson)循环四冲程发动机原理对比

■ 阿特金森循环发动机为什么省油?

目前市面上我们看到的汽车发动机,99%以上采用的是奥托循环方式。也就是我们常说的具备进气、压缩、做功、排气四个冲程的汽油发动机。阿特金森循环(ATK)发动机则是在奥托循环的基础上,在压缩行程时,通过延迟进气门的关闭正时来实现更大的膨胀比,从而获得更高的经济性。简单的说,就是燃烧更少的汽油空气混合物,却能获得更大的膨胀体积,从而实现更高的燃油效率。

烧的油少了,产生的机械能更多了,那么效率自然就更高了。虽然燃烧效率高,但ATK发动机也有缺点,那就是升功率并不高。一台丰田的2.5升四缸发动机,如果采用阿特金森循环,那么功率输出可能仅仅相当于一台2.0升发动机而已。但用在混动系统中却能够弥补升功率低的特点。因为电机可以同时参与加速,所以通过电机的加持,整体加速性能并不示弱,而ATK发动机超强的热效率,让发电油耗和驱动油耗能够得到最大程度的降低。

■  优缺点总结

由于广汽拥有1.5L阿特金森循环发动机技术,所以在设计混动系统时采用了一整套简单、高效的设计思路。没有变速箱和过多的离合器就意味着传动效率更高,而且不存在像上汽EDU系统那样的换挡顿挫。整套系统结构也更紧凑、重量更轻、成本也更加可控。

在性能方面,由于同时具备串联和并联驱动功能,所以加速性也不示弱。再加上1.5升阿特金森循环发动机的加持,燃油经济性也非常高。在制动能量回收方面,驱动电机和发动机都可以同时参与发电,所以能量回收效率也可圈可点。

不过,缺点也显而易见。由于没有变速箱,发动机只能通过单级减速比直连,那么发动机对速度的适应范围会变得更加有限。没有上汽EDU系统和比亚迪DM系统那样高的对发动机的宽容度,也不具备完全依靠燃油驱动的可能性。所以总的来说,这套系统非常适合使用于强调燃油经济性、又有较多纯电行驶需求的小型到中型车当中。

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