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功率分流、电驱解耦……解读长城Hi4混动

2025-07-17 17:20:39中国质量新闻网

此前,长城汽车表示“打死也不做增程”,当时长城的工程师表示,没有发动机直驱,增程式的效率转化有损耗。而长城的Hi4混动技术不仅更高效,还有冗余设计,即便是发动机、电机、电池任意部件失效,车辆也可以照样行驶。为什么长城不做REEV?PHEV到底强在哪?今天就来分析一下长城的Hi4混动技术是如何实现高效省油的。

REEV不可不说的痛点

REEV属于比较典型的串联结构,发动机仅发电—电能直驱电机—车辆前进,在这里面,电池将余电、动能回收回冲,也调剂电能驱动电机,能量的走向非常清晰直观,但目前市面上的REEV车型都或多或少存在动力一致性的问题。

什么是动力一致性,这个在燃油车上不存在的问题,为什么是新能源汽车独有的痛点?现在的动力电池在满电和低电量状态下,放电功率是有着明显差异的,当电池的SOC过低的时候,输出功率无法喂饱驱动电机,就会造成加速能力下降的情况。

以某REEV车型来说,其搭载的增程器额定发电功率约为60kW,电池在低SOC(电量约10%)时,输出功率约100多kW,两者叠加总驱动功率不足200kW,而驱动电机的峰值功率为300多kW,功率减少三分之一,导致“没电一条虫”,出现高速失速和超车加速能力明显下降,容易引发交通事故。除此以外,REEV没有机械直连,无论采用何种策略,必然会有能量损失(约10%)。

而相较于REEV,PHEV则增加了一套直驱结构(变速器),即便不依靠电池,也能像传统燃油车一样驱动车辆行驶。但市面上的PHEV远不止一套直驱结构这么简单,接下来我们就分析一下长城汽车的Hi4技术。

亏电不影响性能 Hi4混动

长城的Hi4混动是23年发布的技术名称,H代表Hybrid,意为混动,i代表intelligent,意为智能,4代表四驱系统。长城对Hi4的定位是“全工况出行”,围绕用户日常出行场景,基于不同工况特点和需求通过动态切换与智能能量管理系统,在各工况下处于最佳的工作模式,实现效率最优,全场景驾驶。

长城的Hi4大致分为2类,一类是Hi4-T,一类是Hi4-Z,两者代表不同的性能取向。相比Hi4-T通过传动轴实现四驱, Hi4-Z取消了机械传动轴,让车辆在城市工况下更节能,同时还简化了底盘结构,布置传动轴的空间转而布置更大的电池。简单说,Hi4-T更偏向机械驱动,而Hi4-Z依靠电机实现四驱,接下来我们以Hi4-Z为例进行介绍。

长城的Hi4-Z属于功率分流型混动,采用纵置发动机、多档变速器、两个电机的动力组合。其中一个电机位于P2,集成在变速器内,一个电机位于P4,直接驱动后轴;P2电机既能够发电,也能驱动前轴,加上变速器,发动机也能直驱前轴,是双电机串并联架构。

Hi4-Z的发动机与P2电机通过行星齿轮进行功率分流,其中行星齿轮排连接发动机,太阳轮连接P2电机,外齿圈连接DHT变速器输入轴。

DHT变速器有多(4)个档位,3个前进挡、1个倒挡,让发动机/P2电机直驱的速度区间覆盖低速(越野)、中速(城市)、高速(巡航),根据不同工况通过发动机或P2电机驱动行驶,或再生制动发电,使发动机在高效区间运行,降低能耗。

值得一提的是,Hi4-Z位于后轴的P4电机不仅实现和前轴的解耦,甚至还实现了对电机的解耦。这套电驱布置了一个离合器,当车辆处于前轴驱动或滑行状态时,布置在后轴的离合器能脱开电驱和半轴的连接,进一步减少了来自永磁电机和减速机构的阻力,优化能耗。

据长城汽车介绍,当车辆时速超过63km/h进入高速巡航状态,且四驱系统并非必需时,后桥解耦系统就会断开后轴与电机的连接。避免后轴电机在高速空转时产生的能量损耗,经厂家测试,每百公里可降低油耗0.4—0.7L。此外,长城汽车还为Hi4-Z的P4电机配备了2档变速器,进一步拓宽了电机效率。

比如城市纯电行驶,发动机不工作,由P2电机输出,经变速器驱动前轮行驶,P4电机不介入,完全断开。

当处于加速或四驱越野时,后轴P4电机开始工作,实现四驱状态。在某些工况下,如电池低SOC的时候,由于行星排的存在,可以同时实现发动机直驱前轮、 P2电机发电,与P4电机形成四驱,达成串并联驱动车辆。同时理论上讲,Hi4可以在没有电池的情况下,也能实现四驱。其他简单的驱动如纯电前驱、后驱、4驱;串联增程(P2发电、P4驱动);发动机直驱;功率分流驱动,Hi4-Z均能实现。

以坦克500 Hi4-Z为例,在发动机、P2电机、P4电机三者共同驱动下,车辆的最大功率达到863马力,最大扭矩达到1195牛米,同时WLTC的亏电油耗为8.6L/100km,能耗表现还是很亮眼的。

说了不少Hi4-Z的优点,但这套系统也不是一点缺点没有,首先多档DHT、功率分流、解耦电驱系统,让这套系统变得较为复杂,调校起来更考验工程师的能力。其次,零部件越多,可靠性就会相对变差;将传统的P1电机移动到P2,虽然减少了电机成本,但也让P2电机要兼顾驱动和发电,什么时候发电,又什么时候驱动?纯电状态下不能长时间实现四驱,需要发动机介入驱动前轴和发电,行驶品质上会稍差。(朋月)

(责任编辑:陆明)
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