浅看沃尔沃SMA超混架构,豪华新能源技术革新者

浅看沃尔沃SMA超混架构,豪华新能源技术革新者-有驾


5月7日,沃尔沃在上海设计中心举行新能源战略暨超级混动新产品沟通会,并宣布推出全新SMA超级混动架构,同时,基于该架构打造的首款车型XC70也正式进入公众视野,而沃尔沃也高调的宣称,全新沃尔沃XC70是豪华超混第一车,何来的勇气如此自信?离不开SMA超混架构。

沃尔沃的全新超混架构——SMA

SMA架构中的S有四层含义,分别代表Scalable、Smart、Safety、Sustainability,翻译过来就是可扩展性、智能、安全与可持续性,而“M”指的是Modular,即超级混动模块,A则指Architecture,也就是架构。

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要强调的是,沃尔沃提到的可扩展性是指该架构拥有很大带宽,能够支持中型至大型轿车或SUV开发,也就意味着一个架构下可以诞生很多车型;而可持续性更有意义,可以归纳为三大准则,即保护使用者,健康至上;保护相关者,人道优先以及保护下一代,低碳践行。

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笔者认为这十分值得很多企业学习,特别是其中的保护相关者,其内核是生产线秉承制造工艺不危害工人健康的准则来设计和运行产线,甚至到了杜绝设计需要弯腰且操作不便的人工安装工位,这有些不可思议。

插混、未来新能源的重要组成部分

尽管这些已经是SMA很突出的优势,而相比之下,超级混动模块更具含金量,但在聊Modular板块之前,我们先谈谈为什么沃尔沃仍然会大费周章在混动板块下功夫。

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据中国机械工业联合会披露的数据显示,今年上半年,新能源汽车市场渗透率达44.3%,有数据更是指出6月的零售渗透率为53.3%,已明显超越燃油车。其中,纯电新能源车型半年的累计销量为325.3万辆,插混与增程车型半年的累计销量为149万辆与53.1万辆。

虽然插混车型的市场占有率相比纯电车型差一些,但新能源车型整体大步向前的势头也使得插混车型今年前6个月的销量同比上升了24.9%,同时,根据今年前5个月交强险的销量数据来看,车越大,消费者对新能源车必须有油的需求越大,即插混或者增程车型的销量占比明显变高。

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另外,据沃尔沃的预测,到2030年左右,我国汽车市场,纯电、插混与增程以及油车三者的市场比例应该是433的格局,就算按照目前每年2000多万辆乘用车的规模来看,未来,我国插混或增程车型每年最少的体量应该在600万辆以上,可以说是相当庞大的一个市场。

当前主流的混动构型

也就是说,“油电共存”在未来相当长的一段时间内仍有很大的市场,所以发力混动是必要的,那么当前的混动技术又到了什么程度?

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目前来讲,市场上主流的混动构型有以比亚迪等国产品牌为代表的P1+P3(如比亚迪DM-i)构型或者是P1+P3+P4(如比亚迪DM-p)构型,这类混动以电为主,主要依靠P3或者P3+P4电机进行驱动,发动机虽然也能够进行直驱,但由于采用小排量发动机,且发动机功率被阉割,变速箱采用单挡电动变速箱(E-CVT也相当于单挡变速箱),所以在电池亏电的状态下,车辆的行驶质感有一定折扣,发动机做工除了要驱动之外,还同时需要带动P1电机向电池发电,在发动机功率本身就小,变速箱无法放大扭矩的情况下,发动机的抖动与功耗都不会小,且动力也会大打折扣。

除此之外,还有较为小众的技术路线,比如沃尔沃的P1+P4构型,其优势是强调电感的同时保留燃油车原本就有的性能,理论上认为这种技术路线只是解决了没有电感的问题,无法解决低能耗的问题。但实际上,以笔者近两个星期开S90 T8车型与XC60 T8车型的经验来说,P1+P4架构的混动油耗并不高,S90 T8车型在纯电剩余续航0公里的状态下,路况通畅没有堵车的情况下笔者能开到最低6.1升每百公里的表显油耗,而S90在市区较为拥堵的情况下也不过8升多每百公里的能耗。

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要知道,沃尔沃T8混动车型,搭载的都是全功率的2.0T涡轮增压发动机,在电池完全没电、还外加两台电机以及一块17.3度电池情况下,能有这样的油耗表现,足以说明,其实它的能耗在亏电状态下并不高。

最后就是P2电机单改的混动,即我们常说的油改电的混动,目前,BBA的混动车型均为这种混动构型,非常简单粗暴的在变速箱与离合器之间加了一个电机,这种技术路线缺点很多,如亏电状态下油耗很高,因为无法实现串并联,一个电机不可能一边充电一边驱动,再有就是在油电转换的过程中,变速箱的顿挫抖动会非常明显,影响驾乘质感。更重要的是电池乱塞,有安全隐患。

那么有没有一种方案能解决以上这些混动构型存在的问题?沃尔沃提出了P1+P2+ P4电机配合DHT的超混技术路线。

沃尔沃四擎七模超混

沃尔沃超级混动被称之为全能型混动构型,由一台1.5T涡轮增压发动机加P1+P2+P4以及3DHT组成。这使得这套混动系统不仅实现了四擎四驱,同时还有七种驾驶模式,几乎能够覆盖全工况下的驾驶需求。

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这七种驾驶模式包含串联、并联、全功率输出、直驱、充电、纯电EV以及能量回收,在不同的工况下,系统能够智能的进行切换,从而实现性能与能耗的平衡。

如图所示,在动力请求较小的中低速工况下,系统为串联模式,P1电机发电,P2与P4电机驱动;遇到爬坡或者中高动力请求时,发动机、P2与P4电机进入并联状进行驱动;当需要超车或者驾驶员全油门时,系统则进入全功率输出模式,发动机、P1、P2、P4电机全都参与车轮的驱动,性能达到最强的状态;当车辆在高速稳定巡航时,发动机来到了最佳的工况,又可以进入发动机直驱模式,而在电量充足的状态下,P2与P4电机又可以通过电池供电达到纯电驱动的状态;动力电池电量不足时,发动机工作驱动P1电机为电池充电补能;最后就是能量回收模式,在车辆进入滑行状态时,P2与P4电机可反向为电池充电。

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不难发现,无论什么情况下,P1+P2+P4的混动构型都能很好的保证性能与能耗的平衡,而不是非此即彼。个人认为,综合起来,可以分为有电没电两种状态。

有电的状态下,最强可以做到四擎四驱,性能不用多说,发动机又基本都在最佳效率工作区间,又有电,能耗也无需多言;没电的情况下,发动机最开始会进入直驱状态,同时带动P1电机发电,由于发动机本身功率有120KW,相当于最大马力164匹马力,加上有3DHT变速箱加持,速比范围更宽,因此发动机的性能可以进一步被放大,所以发动机即使一边参与车轮直驱,一边带动P1发电也不会因为有较高的动力请求而过于负载,保证了性能。

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而在P1电机给电池进行了一定的补能后,系统又能切换为串联状态,使动力与能耗保持在最佳的状态;同时,如驾驶员需要更强的动力请求,在P1电机补能了一段时间后,动力电池理论上是能为P2、P4电机供能,以实现短时间的并联,从而让驾驶员游刃有余的完成超车或者避险动作。

所以,沃尔沃超级混动P1+P2+P4的构型解决了P2电机混动构型在亏电时没有电感,且发动机负荷很大,动力不够的弊病,同时也解决了增程车型发动机全程不参与驱动,亏电状态下动力不够,增程器噪音大,能耗高的问题;当然,也解决了纯电车型没有办法支持长途出行快速补能的缺点。

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作为首款搭载沃尔沃超级混动的车型,全新XC70拥有超200km的CLTC纯电续航,CLTC工况下满油满电综合续航超1200km,亏电状态下百公里油耗最低仅5.85L/100km,同时,百公里加速最快也在5秒级,还拥有最高240km/h的时速,但为了安全,沃尔沃将其限制为180km/h。

SMA架构赋予的高智能

除了超级混动之外,SMA架构还赋予了沃尔沃全新XC70更高的智能化水平,从域融合架构进化至中央集中式架构,使该架构下的产品更智能、更聪明,同时更拥有不断进化的能力,无论是智能座舱还是智能驾驶辅助系统。

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以全新XC70来说,AI大模型上车,也有休憩模式与场景助手,并且个人认为,全新XC70的场景助手更周到、细致、与智能,其“如果……就”的助手功能就我个人的认知来说,应该是首创,设定一个条件,达到这个条件就执行一个命令,这种海量的场景自由创建功能可以极好的提升用车体验与便利性。

与此同时,全新XC70的智能驾驶辅助系统也将成为其重要竞争力,其NPA智能驾驶辅助系统可覆盖0-150km的速域,避让大车、超越慢车、上下匝道以及在弯道自动调速都不是问题,当然,也支持城区的智能领航功能。

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在最常见的自动泊车层面,SMA架构也赋予了全新XC70十分完善的泊车的能力,无论是水平、垂直、斜裂还是断头车位,全新XC70都能做到一键轻松泊入,且只需要在车速低于25km/h时,系统就会自行搜索车位,一次最大可以识别8个车位,另外,遥控泊车也不是问题。

报告态度:

沃尔沃是架构化造车的先驱和典范,从SPA到SPA2再到这一次的SMA,沃尔沃不断的在技术上探索、突破,从而实现为消费者带来先进、完善的产品。此次的SMA超级混动架构,就是为填补当前豪华超混市场的空白而来,所以,它也将助力沃尔沃在豪华新能源市场取得领先地位。

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仍然要强调的是,一直没有重点强调的安全,仍然是SMA架构的底色,也是全新XC70自带的优秀基因,所以,无论是极热还是极寒的测试、车内用料安全性等始终都贯穿XC70全车,丝毫不含糊。甚至之所以采用P1+P2+P4的混动构型,都是因为有P2电机与变速箱等同轴布局,不会占用径向空间,万一不幸,发生碰撞能够给乘员舱更大的溃缩空间这一层面的考量。

最后,很期待沃尔沃全新XC70,很期待沃尔沃超级混动的动态驾乘感受!

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