经常驾驶的朋友们可能会注意到,如今道路上行驶的新能源汽车越来越多。然而,在回乡的高速公路上,大多数新能源汽车仍然是混合动力车型。这是因为与电动汽车相比,混合动力汽车在多场景使用上具有更多优势。因此,目前大多数汽车制造商仍然没有放弃对混合动力汽车的研发。最近,福特公司就推出了一款全新的混合动力系统,并将其首次应用于锐界L这款车型。
这款全新混合动力系统的搭载使得锐界L在WLTC工况下的百公里油耗仅为6.31升,这意味着加满一箱油可以行驶超过一千公里。尽管如此,这台5米长的大7座SUV的零到百公里加速时间仅需7.1秒,而且它只需要加注92号汽油。那么,福特是如何做到这一点的呢?让我们一起揭秘这款全新的混合动力系统。
在这套全新的混合动力系统中,发动机采用了一款2.0升涡轮增压发动机。这是福特的第5代2.0T EcoBoost发动机,其额定功率为202kW,最大扭矩为405 N·m,这样的动力表现对于2.0T发动机来说非常出色,比丰田凯美瑞混动中的2.5升自然吸气发动机要高出不少。
这款第5代2.0T EcoBoost发动机采用了双喷射系统,融合了歧管喷射和缸内直喷两种技术的优点。其中,缸内直喷达到了350bar的高压,同时采用了双涡道涡轮增压器,可使涡轮在全工况下快速准确调节增压器转速,精准控制发动机的进气量。此外,中置式OCV 和VCT控制阀的使用可以有效改善进气和排放、NVH性能以及响应速度,轻松应对严格的国六B排放标准。而EGR废气循环系统在这款新发动机上集成到了缸盖总成,实现了更小的体积和更紧凑的结构。
虽然我们还没有获得新发动机的BFSC图,但通过最终6.31L/100km的油耗表现可以看出,这款发动机的热效率水平并不低,相较于福特早前的发动机,在能耗上有很大的进步。
实现这样的能耗水平离不开这套全新混合动力系统。从福特官方的介绍来看,这套混合动力系统采用了以行星齿轮为基础的动力分流混合动力技术,通过一套行星齿轮机构将发动机和发电机进行耦合,从而实现在功率输入端做到功率分流。这种设计与丰田的THS采用了相同的混合动力技术路线,在这套混合动力变速器上的结构也是一样的,这种混合动力系统无论在成熟度和可靠性上都是较高的,同时有着非常优异的平顺性。
整套系统主要由行星齿轮组、双电机(发电机/驱动电机)、电机控制器总成组成,其中核心是下面这个行星齿轮组。
我们不妨简单了解一下行星齿轮组在混合动力系统中的作用:
行星齿轮中的各个部分都有各自的分工。首先,与外齿圈相连的是2号电机,主要负责驱动车辆,也可以理解为外齿圈和2号电机是与车轮相连的。
然后是行星齿轮架,它与发动机相连。当发动机的动力传递到行星齿轮架后,就会带动行星齿轮,然后动力就可以通过行星齿轮分配到外齿圈和太阳轮。
与太阳轮相连的则是这套混合动力系统中的另一个电机,简称1号电机。这个电机的作用主要是调节发动机的转速,而不是为了驱动车辆。
通过这样的结构进行分流和解耦,最终可以实现车辆的油电混合驱动、纯电驱动、驻车充电和动能回收几种模式。但这套混合动力系统最核心的地方在于,发动机始终都被这套系统控制在非常合适的工作区间工作。尽管我们在驾驶时可能会遇到各种复杂的路况,但依靠混合动力系统的调节,以及电池和电机的适当辅助,让发动机避免在热效率较差的工况下工作,同时又能回收发动机的冗余的能量以及车辆在滑行和制动时的动能。所以丰田这套系统的作用在于将发动机效率最高化,也可以简单理解为:发动机在BSFC图中的高效区间越大,最大热效率水平越高,则匹配了这个混合动力系统后的油耗也就越低。
值得一提的是,福特这套全新的混合动力系统采用了高效的高速扁线电机,相比圆线电机,扁线更有利于电机槽满率。一般圆线电机的槽满率为40%左右,而扁线电机的槽满率能达到60%以上。这也就意味着在空间不变的前提下,可以布置更多的铜线,产生更强的磁场强度,提升功率密度。这也是这台大7座SUV零到百公里加速时间仅需7.1秒的重要秘密武器。
也许有人会疑惑,既然福特的混动系统与丰田的混动变速器结构相同,那么锐界L是否就与汉兰达相似呢?我们之前提到过,锐界L所搭载的发动机在动力上更胜一筹,因此在加速性能上具备更明显的优势,至于油耗表现还未能确定。这表明两个品牌在同一硬件基础上,却采取了截然不同的应用策略。简单来说,锐界L更加倾向于动力导向,在节能的同时也兼顾运动性能。
福特锐界在市场上一直享有良好的声誉,无论是底盘还是操控性,对于一款大型7座SUV来说都是值得称赞的,这些都得益于福特百年来的技术积淀。过去,人们常常批评锐界的燃油经济性,但在全新的混动系统的支持下,这一问题已经得到了显著改善。可以说,有了新的混动系统的加持,福特锐界L在NVH(噪音、振动和粗糙度)、加速能力、燃油效率等方面都有了很大的提升,从而在市场上的竞争力更强。