陳家誠 林映輝

美國油價低廉,汽車購置成本低,新能源技術在這里似乎沒有想象中吃香,插電混動更是難受青睞。在此條件下,美系車廠如何看待插電混動技術?其與歐、日系車廠的插電混動技術有何不同呢?


誰說老美只懂費油
在很多人的心中,提及美系車意味著V8的聲浪、直線加速比拼等等,的確,美國油價那么便宜,何必束縛自己的油門踏板呢?但以上所述只是消費者喜好,并非說明美國車企以及政府對于新能源一點不感冒。事實上,早在1993年,美國政府便推出新一代汽車合作伙伴計劃,促進企業對于新能源汽車的推動,并且聯合多所大學院校針對節油技術作攻關,一度讓車輛的百公里油耗水平達到2.94L左右,而這恰好是當下插電混動車型的主流水準!
為了加快插電混動車型的普及,更快讓消費者接受,美國政府很早便做準備。在2001年推出的“自由車輛技術進化”政策,便明確提出對購買插電混動車型以及車型生產給予財政支持,之后這些政策隨著時間的推移進一步優化,包括2008年的“能源獨立與安全法”、2013年的美國“納稅人救助法案”皆有針對這方面內容重新修訂,而每個州政府還各自制定了措施。
起步雖早,可腳步未能跟上。根據數據顯示,2012年前,美國插電混動的市場份額十分的低,金融危機過后,消費者才重視出行成本以及購車優惠,把插電混動劃入購車范疇,而車企也在此刻才陸續推出插電混動重磅車型,在此之前更多是在技術上積累,像福特首款插電混動車型Fusion PHEV便是于2012年亮相,在純電模式下可達到32公里續航表現,自2013年上市以來,它已成為美國市場銷量最高的插電式混合動力汽車之一,在去年銷量榜上排名第四。
改造VS成熟VS精致
在一般消費者眼中,插電混動車基本就是一個“PHEV”代名詞,大家都一樣,都需要充電,但沒電也有發動機撐著跑。但實際上,這其中有非常多技術性上的差異,如果要把歐、美、日三國的PHEV做個不同定義的區分的話,我們粗略認為歐系PHEV的特點是“精致”,日系PHEV的特點是“成熟”,而美系PHEV的特點就是“改造”(備注:不代表所有品牌與產品)。


為何這樣說呢?相信大家都知道,日系車廠算是發展混合動力技術最早,至今也能提出最先進、成熟產品的,這是因為日本本身就是一個資源匱乏的國度,環境逼得它必須要把每一滴燃油省到最高點。而在技術方面,日系車廠更是各種混動技術兼備,從串連、并聯、混聯式,到P1、P2、P3電機位,再到插電、BSG、電能管理……一應俱全,如今打造出來的產品,運作起來已經是世界一流的駕駛質感與省油效能,非常成熟、可靠。
歐系車廠其實也很早就有混動技術,但歷史上由于沒有受到政策、市場重視低調了一段時間,直到近代才又重視起來。不過論技術來說,歐系車廠普遍不像目系車廠玩得那么大鳴大放,科技先進度可以但并非卓越超群,但勝就勝在,歐系車廠很懂得把這些混動包括插電混動技術包裝得足夠精致、穩定,運作質感襯得上它們的產品定位,好比寶馬車廠就是這方面的能手!
相對來說,美系車廠對于插電混動似乎興趣缺缺,產品大多是在傳統燃油汽車的基礎上改造而來,發動機艙內空間擁擠,導致安裝電池空間有限,電池容量普遍不太大,局限了產品力上升速度,純電模式續航的提升稍顯緩慢。例如如今Fusion PHEV的純電模式續航也不過52公里,可以說在賬面數據的比較下,美系插電混動的表現并不是很突出,并且考慮到美國疆土廣闊與熱衷自駕游的背景因素,即便充電網絡已高速布局,擁有比其他國家更多的充電樁數量,仍有純電里程焦慮的問題,讓插電混動在美國新能源的份額僅保持在四分之一左右,而一半被混合動力占據,剩下的則是純電動,這總量比例嚴格來說,的確不算太高。
當市場沒能快速增長,新產品的更迭則會放慢腳步,這背后是車企對于技術投放以及成本的抉擇,那么美系插電混動豈不難有作為?我覺得大可不必這樣片面的判斷,美系插電混動技術在完成自己降低排放的使命后,并沒有丟失掉太多駕控的本質。而且我們不能一竿子打翻一船美系車廠,相對來說,通用集團對于插電混動技術就算投入蠻多,開發出自家的高性能P3電機+變速箱與全套控制技術,甚至在純電領域也有著墨。

說起插電式混合動力,可能很多人覺得只是在發動機的基礎上加上電動機和電池,使其能純電行駛幾十公里,但最大的意義只是“買車牌送車”,汽車品牌們也為了應付“雙積分”政策推出了不少PHEV車型。
真是這樣嗎?而在國內市場上的眾多PHEV車型中,美系又似乎是最不起眼的一群,這是否就代表美國人在PHEV領域毫無建樹呢?
以下我們就來看看美國三大車廠的PHEV技術亮點與代表車型,你就知道答案了。

品牌:凱迪拉克
代表車型:CT6 30E
通用的混合動力系統英文簡稱GRE,和豐田的THS混臺動力系統相似,同屬“動力分流類型”,都是用以行星齒輪為核心的所謂E-CVT變速箱。但通用的GRE系統側重于“通用性”,即能應用于集團旗下各種新能源車,包括HEV混合動力(如前驅的別克君越、雪佛蘭邁銳寶)、PHEV插電式混合動力(如后驅的凱迪拉克CT6 30E、增程式的雪佛蘭Volt)和EV純電動汽車(如雪佛蘭Bolt);而豐田的THS則專注于HEV混合動力,為了控制成本和簡化結構,現款的系統中沒有采用離合器來控制發動機和電動機之間的連接,好處就是高效之余又能將混合動力車型的成本控制到和燃由版差不多,壞處就是在部分場景有局限性。
舉例CT6 30E的混合動力系統來說,它的變速箱中一口氣搭載了3套行星齒輪系統和5個離合器,理論上可以實現多達31種工作模式,實際有效的模式有11種,包括4種純電模式和7種增程模式,堪稱最復雜的混合動力系統,但其優點也是明顯的:能做到高效率和高性能兼備,由于涉及十分復雜的技術,篇幅所限無法詳述。簡單來說,整套系統的布局就像一套復雜的電路圖,離合器的斷開、接臺將雙電機和發動機的動力耦合成十多種不同的工作模式,像高增程摸式、固定比率增程模式、低增程模式等等。并且它又像傳統變速箱的不同擋位能對應不同的工況,一種模式對應—種工況,最終組合成一套能涵蓋各種條件的混合動力系統。
同時,靈活的傳輸狀態使CT6 30E的2.0T發動機更好地發揮性能,符合其“Fun to drive”的口號,而不是一味地強調省油。系統綜合功率高達250kW(337匹馬力),綜合扭矩586牛米,雙電機的輔助下,5.4秒的百公里加速成績比搭載3.0T發動機的國五版CT6 40T還要快。模塊化設計的電芯使電池組能根據不同的車型組合成不同的容量和形狀,18.4kWh的電池組能支撐起80km的純電續航里程(工信部)。
但復雜的技術背后是制造成本的增加,導致CT6 30E的售價并不便宜(55.88~65.88萬元),和寶馬530Le相比,售價和品牌影響力都沒有優勢,所以我們可以看到寶馬530Le一上市就爆賣,CT6 30E卻銷量平平甚至最后退市。

昂牌:Jeep
代表車型:指揮官2.0T混動
剛在國內上市不久的指揮官PHEV,實現了Jeep品牌在新能源車領域零的突破,這套系統的核心是以行星齒輪為基礎的SI-EVT單輸入電子連續可變式變速箱,早在2017年和2018年,搭載SI-EVT的克萊斯勒Pacifica插電混動版(國內也曾有售)就連續兩年獲得美國沃德十佳動力,只不過當時搭配的是3.6L V6發動機,在指揮官PHEV上則換成了與新一代牧馬人同款的GME-T4 2.0T發動機。
結構上,指揮官PHEV的PHEV系統遠沒有CT6 30E那般復雜,采用單個行星齒輪機構將雙電機和發動機的動力耦合在一起,實現四種驅動模式。其中電機A最大功率63kw,最大扭矩125Nm,主要負責啟動發動機和動能回收,必要時兼任驅動車輪的工作;電機B的功率更大,最大功率85kW,最大扭矩313Nm,主要任務是直接驅動車輛前進。
純電模式下,低速低負載時只需電機B驅動車輛,當車速逐漸提升或需要更多動力時A、B電機共同驅動車輛。混動模式時電機A不參與驅動車輛,而是負責動能回收和通過自身與行星齒輪的關系調節發動機的轉速差,達到無級變速的效果。
PHEV車型匱電時油耗往往高得嚇人,而指揮官PHEV通過發動機驅動電機A為電池充電,驅動電機B再驅動車輛,實際上此時更像是增程模式,使發動機穩定工作在高效經濟的區間,也是官方聲稱指揮官PHEV續航能達到900公里的訣竅。


品牌:福特
代表車型:蒙迪歐2.0智控
蒙迪歐PHEV可以說是福特在中國新能源戰略的第一步,早在2018年3月便正式上市。結構上,蒙迪歐PHEV與豐田的THS系統十分相似——以一副2.0L阿特金森循環發動機,通過E-CVT系統將發動機和電動機連接在一起,只不過作為一款PHEV車型,9kWh的電池組理論上可以純電行駛52Km,剛好達到能夠獲得新能源補貼的及格線。
至于什么EV模式、混動模式不用再過多介紹,工作的方法都大同小異,無非是MG1主要用作啟動電機和發電機,發動機既驅動車輛又通過MG1(發電機)驅動MG2再共同驅動車輛,系統的核心還是那個E-CVT變速箱,它是使用同樣技術的混合動力汽車省油的最重要原因。
關于蒙迪歐PHEV的技術資料并不多,當年試駕會的時候福特也沒有過多介紹,那么福特的這套系統是怎么來的呢?有一種說法是,福特在90年代末就開始研發混合動力系統,方向和豐田十分類似,即以E-CVT作為動力分流器,由于豐田率先發布了普銳斯并注冊了E-CVT的專利,福特只能以技術互換的方法得以繼續研發和使用混合動力系統,或許這就是福特的這套系統本質上和豐田THS十分相似的原因吧?
SUMMARY
透過以上分析,相信大家可以知道,其實美系車廠在PHEV技術方面也有所著墨,而且部份技術就當今標準來說還是非常超前與突出的。
至于搭載這些技術的車,到底有何動力性能與省油表現?我們接下來深入測試……
美系車一直給人的印象是比較傳統Old School的,并且主流的技術發展也是看德系和日系。但其實美系這些年一直在技術方面辛勤耕耘。也一直有與時俱進的推出新車型,這三款來自美系三大車廠的插電混動車便是代表。
長安福特蒙迪歐2.0智控


廣汽菲克Jeep指揮官2.0T混動上汽通用凱迪拉克CT6 30E
長安福特蒙迪歐2.0智控


長安福特蒙迪歐2.0智控
先說說功底
這三款車,分別是美系三大車廠——福特、通用以及菲亞特-克萊斯勒集團進軍新能源領域的插電混動之作,它們在中國內地市場上的境遇其實并不算太好,蒙迪歐PHEV賣得不溫不火,CT6 30E已經淡出市場,指揮官PHEV算是最新的后起之秀,因此我們先從它說起。
指揮官PHEV搭載的混動系統是源自大捷龍PHEV的,這套動力系統已經經歷多年的市場考驗,因此是套相對成熟的混動系統。它搭載的是與燃油版本車型相同的GME-T4 2.0T發動機,匹配CVT變速箱。電驅動方面使用的是雙電饑驅動系統,在結構設計上指揮官PHEV采用比較常見的P2型做法,將電機與變速箱整合,采用E-CVT變速箱。其中電池采用寧德時代12.95kWh電池,能量密度165Wh/kg。憑借雙電機的結構,這套電驅系統能夠輸出155kW的功率以及432Nm的扭矩。官方數據顯示在滿電、滿油情況下,指揮官PHEV能實現900km的綜合續航里程或70kin的純電續航里程,綜合油耗1.6L/100km,虧電狀態下油耗5.8L/100km。
蒙迪歐PHEV插電混動采用2.0L阿特金森循環發動機以及一個9kWh的鋰電池,傳動方面匹配的是eCVT電控無級變速箱。這是目前最為常見的插電混動形式,而這套系統是福特與豐田合作的產物(其實就是福特從豐田那買來的),其中2.0L阿特金森循環發動機最大功率105kW/6000rpm,峰值扭矩174.9Nm/4000rpm。至于電動機則能提供92kW的最大凈功率及228Nm的扭矩,還有52km的續航里程。電池組通過家用220V/10A電源充電5小時能充滿,而通過交流充電樁2.5小時就能將電充滿。
那么凱迪拉克CT6 PHEV作為一臺定位C+級的車,它的混動形式是怎樣的呢?從動力結構來看,CT6 PHEV和前兩者似乎大同小異,但其實它屬于P3形式混動,而且更大的不同是它的定位注定了它的成本更加寬裕,它采用的2.0T發動機能輸出203kW功率以及400Nm的扭矩,電機能輸出178kW的功率以及470Nm扭矩,整套系統最大功率250kW,峰值扭矩586Nm,在這樣強大的動力支持下,這臺質量2噸的中大型轎車百公里加速時間僅為5.4秒。CT6 PHEV使用的雙電機電池容量達到了18.4kWh,官方顯示的純電續航里程也達到了80km,是三車中最高的。

廣汽菲克Jeep指揮官2.0T混動

上汽通用凱迪拉克CT6 30E
電機讓車更有趣嗎?
美系車廠向來擅長玩轉大馬力,有了電機助力發動機之后更是如虎添翼,像這里提及的三款車,其實就動力性能數據上來看是不俗的,但實際表現有沒那么好呢?
單純從純電驅動與純燃油驅動的分別來說,純電驅動帶來的體驗是更舒服的,以指揮官PHEV為例,從起步開始一直到120km/h,電機都能綿綿不絕的輸出動力,也就是說日常開車絕大多數工況下電機都能夠完美勝任工作。當然,想要更高速行駛或急加速時,就要靠發動機的介入了,并且這臺2.0T發動機同樣有充足的動力儲備,因此高速行駛時再加速反應也是相當從容。
當然,我們很容易說出電機帶來的好處,但對于指揮官PHEV來說,更重要的還在于幾百公斤重的電池組讓這臺原本中大型7座SUV的重心降低了不少,重心降低了行駛起來就更加穩健,這也讓我更放心去驅策油門,從這方面來看,混動版本的指揮官是很不錯的。
而這種由電機帶來的“運動感”在CT6身上就表現得更明顯了——雖然加入了電機,但是這臺五米多長的轎車依然保持了前置后驅的驅動結構。在全油門加速過程中,除了起步時可以感覺到那根比汽油版CT6還強壯的傳動軸會瞬間與后差速器激烈斗爭,從而營造出比不少傳統發動機動力性能車Launch Control起步還強烈的彈射感之外,接下來一直加速到大約160km/h車速的過程都是快得有如子彈射出卻又平順線性,之間沒有絲毫要吸口大氣再出拳,或是上氣不接下氣力竭而戰的掙扎感,這種加速力度相對一輛體重約莫2噸的車來說,真是超乎我想象!而在這一切迅雷不及掩耳的過程中,我只能從爬升得飛快的數字儀表指針上發現大約80km/h車速點是2.0T發動機介入補力之處,這之間的差異僅表現在我聽到發動機開始發出輕微運轉聲而已,CT6 PHEV真是快得無聲無息。
而如果說電機的加入對前兩者的性能有明顯幫助的話,來到蒙迪歐PHEV上就是性能敗筆了,它將蒙迪歐完全變成了一臺近似凱美瑞混動一般的城市通勤用車——2.0L阿特金森自然吸氣發動機在動力上表現得疲軟沒必要贅述了,小功率電機最大的優勢也僅能體現在起步階段的動力輸出較為充沛,除此之外,不論高速行駛還是巡航上它都沒有什么優勢,畢竟,9kWh的電池組最多只能支持52km的純電巡航里程,一旦上了高速就是有心無力了。
經濟性與實用性的博弈
經濟性≠實用性?可能不少人認為,我買一臺混合動力的車,降低了日常用車成本,免除了一線城市復雜的上牌成本,不就是實用性的最好體現?除了以上幾點,拋除電池組折舊以及充電樁安裝兩點復雜因素,我們再來談談經濟性與實用性的問題。
目前市面上的混動車,基本多是基于油改電的基礎而來,也就是說它們本身的結構是從汽油車而來,雖然它們將電機整合到變速箱里節省了不少的空間,但是體積更大的電池組卻是難以妥協,不像那些純電動車可以將電池平鋪擺放在底盤下面,而是要從車上現有的空間中騰出位置專門安放電池,而這就影響實用性了。前面介紹的三輛車中,受電池影響占用空間最多的就是指揮官PHEV了,相比燃油版車型,它無法再提供7座布局,但因為SUV的車身結構,它依然保有很大的實用空間,是故就實用性來說,個人是覺得指揮官PHEV還是說得過去的。
但對另外兩車來說,電池就真的是影響實用性了——CT6的后備箱儲物空間被電池占去之后,空間從燃油版的503L縮減為301L,蒙迪歐則是從燃油版的516L縮減到269L,也就是說,這兩臺車的后備箱僅剩兩個登機箱左右的空間,而這對于日常實用性來說顯然已經失去了意義,可見混合動力車對實用性的影響或許大于它的經濟性。
不難看出,這幾款美系插電混動車都是時代的產物,也可以說是被強行制造的過渡替代品。當然它們相對于燃油車的差異性也很明顯,它們能補足燃油車在一些方面的不足,又有良好的使用經濟性,只不過如今市場上的選擇很多,于是“低調”就成了它們的共同代名詞,只能說它們在油轉電這一進程上還是功不可沒吧!

Jeep指揮官2.0T混動規格表
直列四缸渦輪增壓發動機排量1995cc電動機:電池能量12 95kW/h·E-CVT變速箱·前置發動機前輪驅動·發動機最大功率169kW/6200rpm、最大扭矩311Nm/1750~5200rpm·電動機最大功率155kW、最大扭矩432Nm·0~100km/h加速8.6s·最高車速-km/h·耗油量1.6L/100km(工信部)·純電續航里程70km
Cadillac CT6 30E規格表
直列四缸渦輪增壓發動機·排量1998cc·感應電機+永磁電機雙驅動電機·多模式智能電驅系統·前置發動機后輪驅動·綜合最大功率250kW/-rpm·綜合最大扭矩586Nm/-rpm·0~100km/h 加速5·4s·最高車速240km/h·耗油量1.7L/100km(官方數據)·純電續航里程80Km

如果你有留意美國新能源車市場,你會發現那邊消費者最樂意接受的是HEV混合動力車,而EV純電動以及PHEV插電混動車幾乎對等分割剩下的份額。
但不可否認的是,想在混合動力車市場里分一塊蛋糕不是簡單的事,因為曰系車企已有眾多專利積累,不僅形成技術壟斷,產品口碑也早已深入民心。因此,早在2009年12月13日,美國便通過法案,宣布消費者在購買純電動以及插電混動新車時可享受相對應的稅收返還,力度很大,可見美系插電能有今日的成就,與政策支持密不可分。
與日系產品相比,美系插電混動車普遍的缺憾是在有電與沒電之間的續航差距較大,平順性也還有進步空間,可靠性則還需時間檢驗。比較優勢的是,它們很注重在不同駕駛模式下,根據車輛具體工況來劃分不同動力控制策略,讓車開起來不會變得索然無味,不會全然為了省油而抹去動力性、駕駛性。而在機械的總布置上,美系插電下一步還應致力于集成化,讓混動系統結構更加緊湊,核心部件采用專用化設計,盡量提升電池容積,并且減少占用車內寶貴的空間。
如今,國內補貼退坡,新能源車市正快速由政策驅動轉為市場驅動,相信會有不少消費者從純電動向插電混動傾斜,這或許會是一個新的爆發點,而美系插電混動車型已先行一步。作為平衡電池價格與里程增加之間矛盾的方案,成本控制將是其未來重點攻克的難題,要想推動消費升級就必須在技術層面以及體驗感受上讓消費者信服,才好打開限牌城市以外的市場,口碑需要一點一滴的建立,才能構建自己的一片藍海。