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【干】DS PHEV汽油插电混动技术细节及入华展望
1 357 发布于 2018-04-25 22:33:52 只看楼主 热门标准
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今日,北京车展正式开幕了,DS7正式上市价格较预售价格又优惠了5000元,目前的汽油版本顶配为30.99万元,使得我对明年即将到来的PHEV版本更加期待。

一直以来,我都对PSA集团的PHEV赞赏有佳,盼望着早日看到粘贴Hybrid 4标识的PSA车跑在路上。
早在DS5时代就有柴油混动版本,而明年即将亮相的则是更为大众接受的汽油混动版本;其中PSA轻混技术细节究竟为何?可靠性如何?为何会有柴油转汽油的变化?此帖将综合之前我了解到的信息进行简要讲解。

由于参考了很多信息,可能涉及版权的我会特别注明来源,媒体文章我会在文末一并粘贴网址链接。


早在2012年,具有前瞻性思维的PSA集团就已经在标致和雪铁龙车型上陆续装备Hybrid 4柴电混合动力四驱技术,标致3008 Hybrid 4算是一个典型代表——其不仅是全球第一个柴电混动车型,并且整个架构非常成熟(就算是以今天的标准来看依旧如此)。

很多人最爱说的就是“销量说话”,虽然我并不完全认可,但“Hybrid4在欧洲上市后第一年就卖了差不多2万五千辆,就是在5年后新能源车井喷和更被大众接受的今天也是不错的成绩。2016年Q1到Q3欧盟全部混动和电动车的销量是20万辆,2017年车企全面开始铺开上市微混后是30万辆。”(感谢知乎答主:一个kebab,自我介绍:欧洲党/旅行党/传动系+混动系统设计)


然而,遗憾的是,中国的柴油质量并不能达到柴电混动车的使用标准,就连传统柴油小客车都无法很好兼容,以至于柴油车的可靠性在国内大打折扣,也使得我们错过了漂亮又完美的DS5 Hybrid 4柴电混动版——要知道,那是一台有着四轮独悬、精致小档把和19寸轮圈还特别环保省油的完全体DS5








很多论坛枪手说PSA没有技术,其实不然。在50年代中期,DS可以说红遍大洋南北,不仅在欧洲,美国也可以见到它的影子。DS19的出现可以说是雪铁龙在技术和设计两方面的骄傲。再有就是老生常谈、独步江湖的主动式液压悬挂系统,这次不是重点,不予讨论。

总之,无非是想说PSA集团并不缺乏对技术的追求,其在柴油机、悬挂系统、人机工程方面都有自己的特长和独特追求,但唯独在最近的十年里对汽油机有些松懈,这毫无疑问的导致了PSA在欧洲以外的市场发展并不顺利,尤其以中国市场为甚——毫无疑问的是,这些市场仍沉浸在大排量带来的“面子感”中,哪怕发动机参数并不比小排量涡轮更漂亮,或法律制度并未严苛到如欧洲一样变态,比如地广人稀油价便宜的美国(不过PSA目前正在考虑重返美国市场的时间表)。

1964年雪鐵龍DS 19 "Fantomas se déchaîne"

法国工业的骄傲双雄:DS 21 Berline与协和客机

总体而言,法国汽车品牌有两大派别,即PSA集团(包括DS)与雷诺-日产联盟。前者一致认为清洁化柴油机将大有作为,于是结合电池技术推出了柴电混合动力系统——Hybrid 4;柴油机驱动前轮,电动机驱动后轮,同时实现了四轮驱动。而后者则认为,纯电动车才是未来城市的主宰,于是雷诺-日产联盟几乎一门心思研究电机和电池技术,譬如雷诺ZOE、Kangoo Z.E.、Twizy,日产Leaf、电动NV200等。

但通过目前上市的纯电车型我们可以看到,不说各级城市的整体配套建立不完全,其电池技术本身也令人不能完全放心,出门在外总是提心吊胆不知能否如期抵达并按时返回,这就很大程度上限制了车子的活动范围,失去了“说走就走”的真谛。

所以在电池技术取得实际突破之前,现阶段(足够几个换车周期了),插电混合动力技术仍然是最符合实际使用需求的过渡方案,其不仅保证了更长的继行里程,也能有效降低二氧化碳排量和油耗。

之前说到PSA集团的Hybrid 4混动构架现在来看也是成熟的混动解决方案,为什么?
我们再次请出传动系+混动系统设计领域的专业知乎答主“一个kebab”来为大家解答。
以下为其回答内容的摘录:
作者:一个kebab
链接:https://www.zhihu.com/question/264757632/answer/301728182
来源:知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。

为什么说Hybrid4这个混动构架现在来看也是成熟的混动解决方案?

两个原因:
1. 【它和普锐斯类似,是并联为主+串联的混动结构,具有两个结构的优点】。

今天市场上可以见到的混动汽车除了丰田普锐斯的这个特殊行星齿轮构架以外,最常见的就是纯粹的并联混动和纯粹的串联混动。

什么是并联混动?
最本质的特点就是传统的发动机和电机可以同时驱动车轮,两者是并行的关系,一般只有一个电机同做驱动电机和发电机交替使用。
(后半句后文有解释:一般并联混动车型只装配一个电机,既负责驱动车轮,也负责动能回收发电。)

并联混动

目前市场上的绝大多数欧洲品牌都是并行混动构架,而其中几乎所有都是P2并行构架,就是简单地在原有的发动机和变速箱之间加一个饼状电机和一个离合器。

混动P2构架

并行的混动构架有什么优点?
1. 在不插电的情况下,并行混动可以根据车速和路况选择单独使用发动机驱动,电机纯电动或者发动机+电机的联合驱动,这种最大化的自由度可以将所有工况的能耗最优化。
2. 对原始发动机+变速箱的结构改动最小,只需要在发动机和变速箱的某一个中间位置添加电机。

缺点也是明显的:
1. 因为一般只有一个电机,所以当电池电量不足的时候,电机充当发电机来充电,发动机需要一方面驱动汽车一方面给电池充电,所以发动机很难轻量化。
2. 与此同时,发动机一方面要驱动汽车,和车速无法解耦,另一方面要给电池充电,于是充电的时候很难运行在最佳效率的工作点。

那么什么又是串联混动?
最本质的特点就是发动机不参与驱动车轮,和电机是串联的关系,一般有两个电机,一个电机通过发动机给电池充电,而另一个电机作为汽车的唯一动力源。

串联混动

串行的混动构架有什么优点?
1. 因为发动机和车轮不直接连接,也就与车速解耦,可以工作在任意最佳的效率点。
2 .因为所有动力来源于电机,发动机只是用来给电池充电而已,所以可以极大地轻量化发动机。比如通用的Volt和宝马i3 REX,作为增程混动使用的都是小排量发动机来发电。

当然缺点也是明显的。
1. 因为发动机不参与直接驱动汽车,所以所有能量都要经历热能到电能再到动能的两次转换,所以需要一个大电池(因为重复做能量转换总体效率会下降不如充电)和一个大电机充当唯一的动力源。只适合接近纯电动车的增程混动。

【而PSA Hybrid4的结构其实是并联为主+串联混合的一个构架。】

如下图,发动机(7)布置在前部直接通过变速箱(6)驱动前轮,而主电机(1)布置在后轮上来直接驱动后轮,两者都可以作为汽车的直接动力源,是一个并行的关系。
而与此同时发动机又可以通过高压启停电机(5)来独立为高压电池(2)充电,再来通过主电机(1)作为动力源来驱动汽车,这又是一个串联的关系。


于是PSA的这套系统其实既可以工作在并联模式,也可以工作在串联模式或者混联模式,为不同工况提供了最佳的搭配方案和未来的拓展空间。

【在2012年这个2.0柴油非插电的轻混就实现了百公里油耗3.8升和99克/公里的碳排放。】

PSA这个混动构架的第二个优势:
2. 【通过车轮和路面来实现发动机和电机的并联驱动,而不是像P2结构一样通过额外的离合和传动机构,且顺带实现了四驱。】

常见的并行混动P2结构的优势是不怎么改变已有的动力总成,在变速箱和发动机之间添加一个额外的离合和饼状电机就好了。

P2混动结构

但是问题在于这种结构工作在纯电模式的时候发动机和电机之间的离合断开,当动力不足需要启动发动机的时候电机既要作为启动机,又要保持持续的动力通过变速箱传递到车轮,这对电机,变速箱,以及额外的离合控制以及响应时间都是一个极大的挑战。

而Hybrid4的这个结构就不存在这个问题,纯电驱动转换为电机+发动机驱动的时候只需要单独的高压启动机来直接启动发动机,再由变速箱和发动机同步转速后开始传递动力到前轮。

Hybrid 4的另外一个相对P2的优势还在于天生的四驱结构,不需要额外的传动轴就可以实现发动机前驱而电机后驱的四驱构架。

【这种并行混动也叫做“通过路面和车轮耦合”的并行混动。】

Hybrid 4 四驱工作模式

这种并联+串联的灵活构架也为未来进一步缩小发动机加大电机提供了便利。
而发动机和电机分开独立驱动前轮和后轮的也让这个混动系统可以很柔性化地移植到不同大小的车型平台上而不用做过大的改动。

我可以预测的就是未来PSA的插电车型应该会极大程度上基于这个成熟的Hybird4构架,然后搭配基于和宝马一起研发的王子发动机的1.6 THP,这个发动机的推出主要是为了应对老发动机无法在排放和油耗上满足欧6要求的问题。

2014年推出的时候通过新的涡轮把压力从120bar增加到200bar,再通过优化喷油嘴的喷射角和双喷射将油耗降低了18%,碳排放从144g/km降低到129g/km。和Hybrid 4搭配根据以往的经验可以进一步把碳排放和油耗降低30%以上。而其他中小型车则可以用1.2L的三缸发动机搭配类似的Hybrid4构架进一步拉低集团所有车型的平均油耗。

如果可以及时搭配3008和5008上市插电混动车型,PSA就有可能在2020年前后的全球热点新能源市场上占有不错的家用车市场份额。和以前说过的类似领克这样的品牌类似,基于成熟的动力总成平台,PSA的插电混动会在成熟度上有很大优势。

【以上,知乎相关领域专业答主回答完毕,酣畅淋漓十分精彩,令人大呼过瘾】

万事皆有两面性,在我们错过了PSA柴油混动的这几年里,2015年盟对柴油车出台了更加严格的限制措施,欧6标准强制规定了对于柴油发动机所产生的氮氧化物减排67%的目标,同时对汽油发动机的细颗粒物排放量作出了限制。

如下图,在这种标准的限制下,曾经被认为最清洁的柴油混动也走到了穷途末路。


基于这些现状,PSA再次用前瞻性的新技术做出了回应:

2013年,PSA发布了「Hybrid Air」空气汽油机混动系统……
真的是脑洞大开的感觉,让我们看到了法国人在工业和技术上的前瞻思维和创新精神!但本次不做重点讲解。

纯压缩空气工作模式下可实现零排放,最高车速70km/h,百公里综合油耗2.9L。




说起来PSA也是命运坎坷,一开始全力研发柴油混动技术,结果出台了欧6标准;立马又遭遇经济危机……好在PSA集团这两年在全球市场(除中国)外实现了很大的盈利,在缓了一口气之后,PSA立马又投入了前沿技术研发……

2016年,PSA再次发布了全新的「Plug-in petrol hybrid」插电式汽油机混合动力技术,并将在2019年全面部署。
这一次,因“祸”得福,我们终于要等来完全体的PSA&DS车型了!


DS 7 Crossback将是DS甚至PSA集团国內首款装配插电式汽油混合动力系统的车型



EP6加持兩台電動機,可以實現四輪驅動

新一代插電式汽油混動系統具備一些漂亮的技術指標,以DS7 Crossback為例:
在第二排座椅下將有一套13kWh的鋰電池,充電口為3.3kW的設計方案,純電續行里程可達60km,使用32A插座6.6kW充電器,2.5小時即可充滿電。

汽油機為EP6系列1.6T,馬力值可標定在150-200hp(112-149kW)之間。前後車橋各有一台電動機,額定功率都為80kW,緊挨著前置電機的是一台8速自動變速箱。

此一來,動力系統總功率將超過300hp(224kW),「油門」大致能隨叫隨到,純電最高車速能到150km/h。

8AT既保證了平順性和經濟性,後橋電機還為DS7 Crossback實現了四輪驅動。

PSA宣稱這套系統的性能較Hybrid 4柴電系統提升了三倍,其脫困能力及濕滑路面行駛性能與傳統機械四驅系統別無二致。

【来源:http://www.twgreatdaily.com/cat93/node1487545】


以上,读了这些关于Hybrid 4构架的只是,各位是否感到酣畅淋漓并十分期待呢?
环保不仅是被动执行的任务,更是人类为了追求更好未来所必然承担的责任和义务,是大的走向。

很高兴看到PSA/DS在这个方面走在前列,研发成本必然惊人,这既有大厂担当,也不辱AVANT-GARDE的称谓。
希望尽快看到Hybrid 4架构的车型上市。

每次在车场远远注视小5的时候,都会有一种:“糟了!是心动的感觉!”的感觉。。。
转念一想,还好,我已经买下了。

所以,不论更加先进环保的Hybrid 4车型是否上市,小5都会一直陪着我——或者说,我会一直陪着他吧。
(家里另外那台老C4,我的第一台车子。。。可就对不起啦






参考“文献”:
[1] 标致5008的产品力怎么样?https://www.zhihu.com/question/264757632/answer/301728182
[2] PSA在中國放大招了,2019年將迎來PHEV http://www.twgreatdaily.com/cat93/node1487545
[3] Citroen DS5 Hybrid4 http://www.autoexpress.co.uk/citroen/ds5/62651/citroen-ds5-hybrid4
[4] Peugeot-Citroen to Launch First Plug-in Hybrid in 2019, EV Replacement Arriving in 2020 https://www.autoevolution.com/news/peugeot-citroen-to-launch-first-plug-in-hybrid-in-2019-ev-replacement-arriving-in-2020-95093.html
[5] Citroen DS5 DSport Hybrid4 review http://www.nextgreencar.com/review/6191/citroen-ds5-dsport-hybrid4-review/

特别推荐文章:
Essai comparatif : la DS e-Tense face à la BMW i8
https://www.automobile-magazine.fr/matchs/article/17646-essai-comparatif-la-ds-e-tense-face-a-la-bmw-i8






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