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增程式混动很节能?且看日产e-power系统如何工作

2019-10-28 10:35:43 来源:互联网 阅读:0
摘要日产(中国)投资有限公司副总经理佐佐木博树在天津泰达论坛上表示,日产小型车将优先搭载e-POWE系统,并将于2022年引入中国市场。在去年8月,东风有限公布的“绿色2022计划”中,就明确指出,到20

日产(中国)投资有限公司副总经理佐佐木博树在天津泰达论坛上表示,日产小型车将优先搭载e-POWE系统,并将于2022年引入中国市场。在去年8月,东风有限公布的“绿色2022计划”中,就明确指出,到2022年其电动化车型(包括纯电及搭载e-POWER车型)销量占据整体销量的30%,并且电气化的关键零部件要实现100%的国产。


增程式混动很节能?且看日产e-power系统如何工作


看到以上两位如此的不谋而合的言论,难道增程式混动代表着未来的新能源汽车发展方向吗?在回答这个问题之前,让我们了解一下E-Power系统到底是如何工作的。

日产E-power基本结构

日产E-Power系统属于典型的串联式混动结构,它是基于日产聆风的成熟电驱动(E-powertrain)技术开发,动力总成整合了发电单元(汽油发动机+发电机)、锂电池、电驱动单元(电机+逆变器)。其中汽油发动机在所有工况下仅负责发电,并不直接驱动车轮,因此发动机可始终保持在最佳工况,与传统的内燃机相比,可提供极为出众的燃油经济性与更低的排放效果。


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如下图所示,与纯电动车比,e-POWER系统多了一套增程装置(发电单元),可通过自发电替代充电装置,从而无续航里程担忧,不需要充电桩配套;与一般传统的混动车型相比,其结构更加简单,不需要复杂的动力耦合装置,成本也有所下降,也更节油。


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平台化规划

从结构上看,日产note的e-power系统与日产leaf纯电系统有着共同的核心单元,即e-power动力总成&电池,如下图所示。

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实际上,日产的e-power动力总成&电池承载着更重要的任务。根据日产规划,以e-powertrain&电池为基础平台可以扩展四大新能源技术路线,分别是纯电动技术、增程式混动技术、燃料电池技术(氢燃料或者生物燃料)。


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关键系统技术与参数

日产e-Power系统相对EV去掉了OBC,意味着不具备外接充电功能,能源的补给全靠发动机发电给动力电池补电。因此,e-Power的动力电池可以设计的很小,仅1.47度电,系统关键参数如下:


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日产E-power采用了1.2L的小排量三缸自然吸气发动机HR12DE,这款e-power版发动机则是在传统燃油版发动机的基础上进行了技术升级,提高热效率,主要包括以下内容:

1、提高发动机压缩比,从原来的10.2提升到12;

2、采用了米勒循环,利用可变气门正时系统和特殊设计的凸轮型线实现;

3、增加了冷却EGR系统,提高热效率;

4、改进燃油喷射系统,每个气缸采用两个喷嘴的双喷射系统,提高雾化效果;

5、采用电动水泵代替附件齿轮驱动,降低发动机损耗,提高发动机热管理性能;

6、采用了日产的Mirror Bore Coating镜面涂层技术,降低摩擦损失。


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日产E-Power用变速机构继承了EV单级减速器的DNA,在其基础上增加一套增程器发电机变速机构。新的E-Power变速机构由六个轴构成,三个用于驱动的轴、三个用于发电的轴,集成一套减速器和增速器。


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日产E-power工作模式

l 起步起步、行驶状态:仅通过电池电力驱动电动机,提供平稳、静谧的行驶体验;

l 减速时:仅通过释放加速踏板,即可实现顺畅的减速,减速时回收能量给电池充电;

l 巡航状态:汽油发动机根据电池内剩余电量情况发电,可在充电的同时,100%通过电动机驱动行驶,可同时获得更高的燃油经济性和发电效率;

l 急加速 爬坡状态:通过电池和汽油发动机发电,同时为电动机提供电力,提供更加强劲的动力和瞬时加速的感受。

日产E-power驱动技术的核心仍是来源与日产leaf的电驱动系统,因此在驾驶特性方面,仍然与日产leaf保持高度一致。

第一个重要特性是平顺的加速性能。e-Power系统属于串联式混合动力系统,完全由电机驱动车辆行驶,发动机不参与驱动,相比其他具有动力耦合系统的混动车型,具有纯电车辆的加速性能,在起步和超车过程中都有优异的表现,如下图所示。


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另一方面原因是,日产e-POWER拥有能够平稳地实现电动机高输出的逆变器掌控技术,通过逆变器,直流电与交流电转换,控制电池和电动机间的电力,以1/10000秒为单位控制电动机,从而达到优质的行驶性能。


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第二个重要特性是e-Peda一体化智能踏板在“e-POWER Drive”模式下,驾驶员仅通过油门踏板就可以完成加速和减速操作。再生制动系统可为电池充电,能够有效提升燃油经济性。


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一体化智能踏板,是系统根据道路的实际情况,适时切换电子制动与机械制动的技术,将动能回收制动与刹车合理并用。在抬起踏板的前半部分,系统是电机拖拽以形成动能回收,为电池充电;在完全抬起踏板的后半部分,系统是通过加装的电子液压制动器,使四轮制动。


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使用一体化智能踏板,在市区或多弯路况下,通过操控加速踏板即可实现日常生活中的70%的减速操作,从而大幅减少加速踏板与制踏板之间的切换的频次。减速的差异取决于加速踏板的释放方式。


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小结:

日产E-power系统兼顾驾驶性和燃油经济性,由于发动机不直接参与驱动,所以发动机的运行工况非常简单,仅根据整车需求功率,在很窄的转速下调节发电,汽油发动机可以始终在高校区间运转,因此进一步提高了效率。根据官方数据,日产Note搭载日产最新的e-Power动力总成,在日本JC08(日本油耗测试循环)测试标准下测得的油耗水平可达2.67L/100km。


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