混合动力最后的打劫?专业人士详解日产e-POWER|仕线
2018-09-18   驾仕派


本文作者“叫吃虾的猫”,某一线车企从事动力总成规划相关工作。

 

中国汽车产业中长期发展规划中,将新能源汽车和智能网联技术作为突破口,因此电动汽车和插电混合动力汽车在国家层面和地方政府层面都享有很高的“政治地位”,如补贴、免税、牌照、路权等。然而,在实际市场方面,越来越多的消费者对混合动力有较强的购买意愿,一个明显的现象是,丰田在A级车市场的卡罗拉/雷凌双擎销量占比已经超过20%,凯美瑞混合动力在换代之后也出现了销量爆发。同时,广汽本田更是一鼓作气将雅阁混动的入门价格拉低到19.9万元。现在,三家日系品牌的混动产品中,只有日产的在华产品还属于偏弱势的一家,但这并不意味着日产在混合动力技术上落后。

 

 

日产Note自2016年11月在日本本土上市以来,一直保持着强劲势头, 上市之后不久,就在混动领域击败丰田普锐斯成为销量榜首。而在2018年上半年更是成为日本市场汽车销量排名NO.1,这也是自1970年“Sunny阳光”以来,时隔48年日产车型重新登上单车型销量冠军,对于这家日系车企而言,这个名次真的是久违了。


日产Note这款全新车型主打的卖点就是“不用充电的电动车”。

 

▲日本市场 日产Note上市以来销量,附中国国内主要竞车对比

▲日本市场2018年1~7月 月均销量前5名(K-car除外)

 

“不用充电的电动车”?

 

了解过e-POWER的人都知道,这是“串联式混合动力”,在机械上称为“电力传动”,即机械能à电能à机械能。电力传动并不新鲜,第一套电力传动系统距今已经超过100年。

 

最早采用电力传动系统的是船舶,Vandal号油轮由俄罗斯人于1903年制造,并成为第一艘搭载了电力传动系统的船舶。该油轮采用三个89kW的柴油内燃机来发电,供给电机驱动系统。

 

▲Vandal号结构图

 

由于内燃机的外特性曲线是“等扭矩输出模型”,需要配备变速器,转换成“等功率输出模型”,而电机天生是“等功率输出模型”。因此电力传动作为“电力变速器 E-CVT”应用在内燃机列车、坦克、船舶、矿山车等领域。

 

▲东风系列电力传动内燃机车

▲矿山车,满载时600吨,排量90升的柴油发动机功率为2720kW,采用电力传动

 

在乘用车领域,第一个尝试电力传动的是通用汽车公司,其概念车Precept是通用发布的一款串联式混合动力概念车型,然而在2000年该项目就终止了,原因是在那个年代的美国没有人会特意去购买低油耗的车型。虽然Precept早早夭折,但是该车型的概念和技术被现在雪佛兰的沃蓝达(Volt)混合动力所继承。

 

▲通用概念车Precept

 

2013年宝马发布了增程式电动车i3,该车搭载33kWh电池,纯电续航里程约250km,电量低时可以启动充电宝(一台0.65升的发动机)为电池充电。宝马i3还是属于电动车范畴,25kW的发动机,只作救急用,难以靠发动机来满足车辆各项行驶性能。所以虽然结构上算是电力传动,但这车更像是“电动车+充电宝”。

 

▲宝马i3

 

随后在2016年,日产Note搭载了真正意义上的电力传动系统,这时应该叫串联式混合动力。 下图是日产Note e-POWER的结构,发动机不参与驱动,100%由电机驱动车辆——由 “玛驰同款1.2升发动机(58kW)”发电,为“聆风同款电机(80kW)”提供电源,电机在最大功率80kW运行时,不足的电源22kW(电机80kW减去发动机58kW)由电池补足,而这个电池虽然只有1.5kWh,但功率却有22kW。

 

▲日产Note e-POWER的结构

 

各种“同款”,看起来是否有东拼西凑的感觉?拼凑出来的东西能够畅销,如果在不成熟的市场,有可能归功于“脑白金”一样的宣传手段,但是在日本本土这个学霸云集的成熟市场中,日产这套招式必定有过人之处。

 

串联式混合动力这种结构虽然简单,但是想要把串联式混合动力e-POWER做好是非常考验技术功底的,其难点主要有两个:一是电机的额定功率要能满足车辆性能要求,二是油耗要低。

 

[额定功率]

 

现在市场上,除特斯拉、蔚来ES8以及奔驰EQC采用异步交流电机外,其他电动车和混合动力车型几乎都使用永磁同步电机。选择永磁同步电机的原因有结构紧凑、可靠、能量转换效率高等优点;但是缺点也明显,其中一个就是,长时间在峰值功率工作的话,电机会因过热而发生磁石退磁。因此额定功率一般比峰值功率低很多。如下表,日产第一代聆风/Note e-POWER的峰值功率80kW,而额定功率达到70kW,这保证了车辆的性能。

 

 

因为,在某些工况下,如测试百公里加速时间,只需要峰值功率高即可,但是在某些路况下,如满载上长坡、较高车速下巡航、拖挂车(国内少)等,需要电机长时间在大功率下运行,这时就要求有高的额定功率。

 

日产得益于长期研发纯电动车的优势,Note e-POWER的驱动电机技术来源于纯电动车聆风。如此一来,高效电机驱动的技术对于日产来说是轻而易举,Note e-POWER的驱动层面其实就相当于一款纯电动车,只是是电池容量很小而已。

 


[油耗]

 

实际上在“机械能à电能à机械能”过程中,串联式混合动力的能量损耗会比较大,但Note e-POWER在JC08下能达到3.2L/100km,可见日产在发电机、电机和逆变器的能量转换效率上花了不少工夫。

 

日产的工程师称,为了提高电机的额定功率和燃油经济性,e-POWER会在电机上采用润滑油冷却系统和更薄的磁片,在逆变器上采用碳化硅(SiC)/氮化镓(GaN)半导体材料等。

 

日本用户喜爱Note e-POWER,他们在反馈e-POWER的优点时,说得最多的是加速快。日本交通是“汽车让行人”,市区内经常走走停停,在静止加速这个场景下,为了不给后面的车添堵,快速起步是重要的需求,而e-POWER低速加速能力让他们觉得很满意。另外的满意点则是e-Pedal(油门踏板既可加速也可减速)和低油耗(Note 在JC08工况下为3.2L/100km)。

 

▲日本街头,车辆排队准备过红绿灯路口

 

笔者试驾过Note e-POWER,试驾第一感受是加速推背感很强,在50km/h内比思域1.5T还强;在50~100km/h区间,与思域1.5T旗鼓相当。另外,e-POWER加速响应很快,动力相当平顺。第二感受就是NVH性能还是不足,因为Note在日本算是价格低廉的小型车,隔音做得不好似乎也无可厚非,这时候三缸发动机声音和电流声音夹杂在一起,在中速时听得比较明显。

 


但总体来说,Note e-POWER的驾驶感受就像聆风,区别就是Note不需要安装重重的电池,加速起来更灵活。

 

此外,Note e-POWER还有Nismo版本。据悉,换装升级后的VCM车辆控制模组,在有效控制电量消耗的前提下,在S模式下提高了电池模组的供电量和功率,同时也针对动能回收系统进行程式修改,以达到有如钢炮车款般的油门反应,至于在ECO模式下则是针对电力输出曲线进行调整,让耗能表现也有所进步。

 

 

因为e-POWER技术的模块化特性,日产如果愿意更换更大功率的电机或者更大功率的小排量涡轮增压发动机,应该能够搭载到更高级车款上。同时也能在后轴安装电机实现四轮驱动。Note e-POWER就在今年7月追加了四驱的版本。


日产e-POWER会不会导入国内?

 

之前媒体一直在推测日产e-POWER会不会导入国内,现在我们知道答案是肯定的。从下图可以看出到2022年,将会有5款e-POWER车型导入。今年8月8日,在东风汽车有限公司成立15周年之际发布了“绿色2022计划”,公布了该公司(东风日产、东风启辰、东风英菲尼迪)此后几年在新能源汽车领域的布局,并宣布到2022年电驱动化的车型销售占比达到30%。


▲东风汽车有限公司发布的“绿色2022计划”中的新能源领域

 

届时,丰田、本田、日产的混合动力产品都将在中国市场进行较量。

 

丰田、本田早已经在中国市场导入混合动力,其中丰田混合动力已经发展到第四代,在中国市场, 2018款凯美瑞混合动力级别的销量比例已经接近20%。

 

▲丰田凯美瑞2018款

 

本田在中国市场并没有为雅阁导入2.0T发动机,反而是用i-MMD混合动力作为旗舰轿车的配置。或许本田希望推动自己更为擅长的混合动力技术,所以在定价时十分激进,十代雅阁混合动力车型指导价格下探到19.98万,比凯美瑞混动版的23.98万足足低了4万、同时只比雅阁1.5升涡轮增压车型高出一万多元。

 

▲本田雅阁2018款

 

这时候e-POWER技术对日产在中国市场的表现就显得尤为重要了。日产Note e-POWER 在日本一上市就阻击了普锐斯,这已经显示出日产在混合动力技术上的实力。在中国市场,日产e-POWER不仅要承担起解决在中国市场的企业平均油耗问题,同时也要与丰田本田正面竞争,树立“技术日产”的品牌形象。


结语:

 

现在还有一个关键问题是,丰田和本田首先在旗舰车型上导入混动技术,而后丰田下探到A级车卡罗拉/雷凌双擎。日产的Note e-POWER是80kW级别,性能还达不到旗舰车型的要求,那么该技术是否可能在入门车型上率先发力,更大范围地进入平民百姓家?而在高端市场,日产又会否将e-POWER Nismo进行演化导入到更高级别的产品上,来推动高级别产品的价值提升呢?我们认为,这都是有很大可能的。能否上演在日本市场上打劫丰田本田的剧情,这值得拭目以待。

 

文|叫吃虾的猫

图|叫吃虾的猫 网络



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