混动崛起史(上):丰田向左,本田带着全世界向右?|聚技

最近关于比亚迪全面停产燃油车的消息非常火。

作为全球首个正式停产燃油车的传统车企,比亚迪以后就只专注纯电动和插电混动业务了,确实有开创性的意义。不过比亚迪之前的燃油车销量就已经趋近于清零,做出这样的决定倒并不令人意外,不过是早晚的问题。

更令车聚君关注的,倒是另外一条信息,那就是广汽最近频频宣传的新车EMKOO。不仅是传祺宣传,连广汽集团也下场站台。新车将主打混动版本,但采用的却不是广汽之前花大力气引进的丰田THS系统,而是广汽自研的混动系统。

▲图片来源:广汽集团官网

在比亚迪DM-i系统上市之后,长城DHT与吉利的雷神混动也先后上市,马上传祺和五菱的新混动系统也要出来了。似乎一夜之间,国产混动就实现了千树万树梨花开,而且基本都用的是全新的架构。

这两年到底发生了什么事?以致于国产混动一夜之间打通了任督二脉呢?之前比亚迪与本田的混动技术专利侵权之争又是怎么样的呢?车聚君打算分两期,给大家掰一掰混动技术的发展史。

一、天降猛人,自成混动领域一极

1978年,一位叫Alex Severinsky的前苏联乌克兰人移民到了美国。这位老哥本来是无线电博士,与国内早期去美国的技术移民一样,指望着到灯塔国谋求一份稳定的工作,从此过上幸福和快乐的生活。

但很不巧,他到美国的第二年,因为伊朗和伊拉克的开战,爆发了第二次石油危机。当时石油的价格从每桶14美元涨到了35美元,产量则锐减到之前的三分之一还不到,包括美国在内的西方主要工业国都出现了经济衰退,预计Alex Severinsky也不好过。

▲图片来源:图虫

据说Alex Severinsky本人对于油价上涨是深恶痛疾的,他受够了排队加油的日子,发誓要开发出一种更为省油的技术方案,拯救万民于水火。于是从80年代开始,他凭借着自己聪明的才智,申请了一大堆关于混合动力技术的专利。

按照以往的逻辑,接下来他应该自己成立汽车公司,与大众、福特这些车企一较长短,就像特斯拉;或者是将技术授予给这些汽车巨头,自己变现,顺便改变人们的生活,就像大多数工程师一样。但实际上都不是,他只是成立了Paice公司,申请了一大堆外围专利,把自己能想到的技术型式都想到了,组成一张错综复杂的混动“专利网”,然后等着各大车企“自投罗网”。

▲图片来源:丰田中国官网

到了90年代,混合动力的技术路线开始受到各大车企的重视。比较突出的就是丰田和通用,两家的解决方式差不多,都是采用行星齿轮组作为动力分流结构,决定什么时候用油,什么时候用电,什么时候油电混用。

控制逻辑也基本一致,那就是以发动机驱动为主,电机补足发动机效率不足的部分,比如怠速,或者在市区低速走走停停。除此之外,在高负荷工况下,电机也能与发动机并联发力,实现更强的性能。丰田官方称之为“削峰填谷”,就是削掉发动机过剩的性能用于充电,然后将储存的电力用于车辆驱动,填补发动机效率不足的部分。

1997年,丰田首款混动车型普锐斯正式上市,2004年推出第二代车型,以不错的驾驶体验和出众的省油效果大获成功。同一时间,通用推出了多行星齿轮组方案,在性能方面比丰田的THS系统更加出色,而且也非常省油,但因为体积和成本的原因,主要是用于公交车等大型商用车。

▲百度截图

这个时候Alex Severinsky的Paice公司就找上门了,它起诉丰田侵犯了它的混合动力技术的专利权,因为它在1992年申请的US5343970专利,就提出了发动机和电机向汽车车轮提供转矩的方法。丰田也很委屈,表示自己的架构完全是创新的,压根没用过Paice公司的专利。双方扯皮拉锯了五六年,最终达成和解(丰田赔了一笔钱)。

随后丰田将这套混动技术越做越好,并且自己搞起了“专利网”。屠龙勇士终成恶龙,可以说极大地阻碍了混动技术的发展。

二、“电混”崛起,本田实现换道超车

基于行星齿轮组的动力分流技术被丰田设立了大量专利壁垒,让其他车企苦不堪言。毕竟Paice公司这种,就是讹点钱,它的执行力非常有限。而丰田可不缺钱,它要的就是一家独大。

其他车企想了很多方法绕过丰田的技术封锁,但效果都不算好。

▲图片来源:比亚迪官网

比较典型的就有比亚迪,它在2008推出了一款量产的插电式混动汽车F3DM,首次用上了串并混联的结构。多数时候是采用串联结构,即发动机发电,电机驱动。少部分时候是并联结构,发动机与电机同步驱动。简言之就是电驱为主,发动机直驱为辅。

F3DM的技术架构与现在DM-i系统最大的不同,大概是离合器的位置处于发电机之后,高速直驱的时候发电机空转。当时大家都不知道这条路线能不能走通,控制方面太过复杂,比亚迪用着就问题不断。再加上比亚迪缺乏开发高效率发动机的技术,每个环节都差几分功力,最后组合起来的产品就基本没有竞争力了。

于是比亚迪很快放弃了这条路线,转而采用德系车普遍用的并联路线。优点是结构简单,性能出色,缺点是有电的时候是龙,没电的时候是虫。比亚迪著名的“5 4 2”战略,就是在这个时期提出来的,强调车辆加速可以突破5秒,用的就是并联混动架构。

▲图片来源:本田中国官网

在比亚迪转舵的同时期,本田也很苦恼。作为丰田的老对手,它在上世纪90年代就介入了混动技术的研发,用的也是“削峰填谷”的思路,但一方面要绕开丰田的技术封锁,一方面又受限于自身的执行力,与丰田越差越远。丰田混动车型销量破百万的时候,本田混动的累计销量还只有20万辆左右。

作为技术宅的本田,果断决定开辟新的技术路线,那就是电混。丰田是通过电机辅助发动机,用少用油的方式实现省油,那本田就用电机驱动为主,发动机直驱为辅解决电机高速效率不足的部分,用多用电的方式实现省油。

▲图片来源:本田中国官网

丰田THS系统将驾驶切割成了十多种工况(还有说法是二十多种),每种工况决定油、电“分配”的比例。本田2013年推出的i-MMD系统,则只有三种工况。EV模式不解释,就是纯电驱动,然后是混动模式,发动机发电带动电机驱动,多余的电量充电,再就是发动机直驱模式。市区基本就是发动机只发电,只在85km/h以上发动机才会介入直驱。

由于弱化了发动机的直驱作用,i-MMD用上了更小排量的发动机,以及更大的电机。以雅阁混动为例,它用的是2.0L自吸的发动机,凯美瑞混动则是2.5L的发动机。它们最后产出的综合油耗相差无几,但因为雅阁混动用上了更大的电机,比后者起步更快,更接近纯电车型,驾驶感受更加出色。

虽然推出比丰田晚了16年,但本田i-MMD系统的进步非常快,在2019年的时候已经有部分车型销量正面击败丰田的同级车型,还是非常令人吃惊的。

▲图片来源:本田中国官网

这时候Paice公司也找到了本田,表示本田侵犯了自己的USP6209672专利,该专利提出了含离合器的双电机串并联混动结构。双方又是几年的拉锯,最后达成了和解(本田赔了一笔钱)。

但不管怎么说,“电混”的技术路线确实是被走通了。

三、到底谁抄谁,本田与比亚迪的恩怨情仇

到了2020年,比亚迪推出了DM-i系统,最初宣传的是DM4.0。但大家很快发现,这套系统与之前的DM3.0系统几乎没有瓜葛,取消了变速箱,用上了更小排量的发动机,而且是一套混联结构。

▲图片来源:比亚迪官网

再往后,大家发现比亚迪DM-i的工作原理,与本田i-MMD几乎是一样的,都是中低速以串联发电机驱动为主,高速以发动机、电机并联驱动为主,关于双方的口水仗也被提上了日程。

不少人站本田,觉得i-MMD系统早已如雷贯耳,也有不少人站比亚迪,觉得DM-i继承的是十多年前F3DM的技术,与本田根本没有瓜葛,倒是本田i-MMD先抄了比亚迪。

▲图片来源:比亚迪官网

在车聚君看来,这样的论战是很难有结果的。我们倒不如捋一捋大家对于混动技术发展的贡献,首先是Paice公司,这家公司其实基本就是负贡献,它只是凭借一位天才各种天马行空的想法,早早申报了一堆专利,狠狠薅了一波资本主义的羊毛。大家都知道,在工程领域,实现往往比想法更加重要。各大车企每年申报的专利一大堆,其实用上的少之又少。在Paice公司申报专利的年代,其实它压根不知道它那些专利能否实现。

再就是丰田,它搞了一套只有它能玩得转的复杂技术,还设立壁垒不让大家玩,有一定的负面影响。但以它的完成度来说,确实对于混动技术的发展有推动作用,毕竟是从丰田的混动开始,大家觉得混动车能买。一方面是真的极致省油,另一方面确实比普通的燃油车更好开。

▲图片来源:东风本田官网

再就是本田了,个人倾向于它是电混技术的开创者。哪怕Paice公司先申报的专利,哪怕比亚迪先做了“雏形”,但本田基本定义了电混应该怎样玩,怎样提升驾驶感受,怎样实现极致节油,以及怎样卖出车赚到钱,搞定了这套技术最难的部分。至于比亚迪,它的DM-i系统在过去两年取得了极大的成功,它将混动的价格大大拉低了,让很多用户得到了实惠。

值得一提的是,最早申报专利的Paice公司,它的专利申报日期是1999年,在2019年的时候已经过了20年保护期。再往后,就是大家看到的,国产混动技术迅速崛起,似乎家家都在一夜之间打通了任督二脉。

车聚小结

口水战归口水战,现在的情况是,以丰田为主的“油混”系统,已经基本被市场边缘化了。哪怕丰田已经放开专利,加工难度高,控制复杂这些天然的壁垒,同样也阻碍了大家进入。

而以本田和比亚迪为首的“电驱”派,正在逐渐占据市场的主流,并且不断有新的厂家入局,声势正在不断壮大。当然目前来说本田的技术更加成熟,比亚迪的价格更低并且能插电,还有更多新厂家的进入带来了新的思路。以一家之力VS整个混动世界,倒是应了那句老话,世界上只有两种混动,一种是丰田,一种是其他,只是这次多了一些讽刺意味。

至于如今雨后春笋般出现的电混,它们互相之间是什么样的关系,车聚君下一期来给大家讲解。

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作者:肖航

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