2022年初,我來到寒冬蕭瑟的北京,與汽車大V史萌一起品嚐了北京門頭溝大山裡的傳統美食,體驗了一種獨特的電驅技術
—— 東風日產e-POWER融合動力技術的軒逸
。
為什麼說是「前所未有」?
是因為e-POWER技術可以帶來純電驅動體驗,但完全不需要充電。
為什麼說是「爆款」?
是因為e-POWER技術登陸中國市場的第一款車,就是大名鼎鼎、常年霸榜的爆款車型軒逸。
左:試駕e-POWER版的軒逸 右:體驗北京美景與美食
買車時,大家更為關注的是外觀、內飾、空間、操控、價格等
產品層面的屬性
。而動力系統的原理和特點等
技術層面的屬性
,相對而言就不那麼被關注。
考慮到技術背景出身,我將從兩個角度來分享這次試駕體驗:
技術角度:
e-POEWR融合動力技術到底是什麼?是否先進?
與豐田本田混動技術比起來怎麼樣?是否對行業有貢獻?
產品角度
:技術上的創新,給軒逸帶來了哪些產品層面的體驗?值不值得掏錢買?
一、技術角度:e-POWER融合動力技術,到底是什麼?
自2008年在清華大學攻讀博士起,我就開始關注混合動力技術,親眼看著它一步步從實驗室走向市場。
混動系統的技術路線經歷過百花齊放、優勝劣汰的歷史階段之後,漸漸走向統一。
大概2016年的時候,我認為混動技術路線之爭基本上已經「塵埃落定、接近終局」,剩下的就是修修補補的問題,於是畫了一張「新能源汽車簡史圖」。
沒想到的是,這幾年又有東風日產e-POWER、比亞迪DM-i、理想ONE等創新混動系統又掀起了新的波瀾,看來這張圖也有必要更新一下了!
誕生於1997年的功率分流式(power-split)混動構型,依賴行星齒輪的幫助,可以
在保持發動機機械直連的前提下同時實現轉速解耦與轉矩解耦
,可謂是「出手即巔峰」的混動構型。
與巔峰的功率分流式相比,串聯(series)混動構型就顯得低調很多:
雖然也能同時實現轉速解耦與轉矩解耦,但發動機不能機械直連,從而導致能量傳輸路徑上損耗較大
。
當年我的判斷是
:
從技術角度來看
:由於串聯式構型能量傳輸路徑長、損耗大,很難做到高效率,所以功率分流式肯定是穩壓串聯構型一頭的;
從產品角度來看
:串聯構型
有100%純電驅動體驗、更好的靜謐性、更可靠的工程方案
等優勢,可以對沖了它在技術構型上的不足。
東風日產e-POWER,100%純電驅動
之所以做出這樣的判斷,與混動的歷史角色有關 ——
給定發動機、電機、電池,再構想出讓它們配合最充分的系統構型,也就是「零部件→系統」的思路
。
當時我卻沒有考慮到,還有一種
「系統→零部件」的思路:在選定系統構型之後,最佳化零部件、甚至開發出專用的零部件,使串聯構型在技術角度也能達到同等甚至更高的高度
。
除e-POWER外,理想ONE、嵐圖FREE、華為賽力斯、華為問界5也將串聯混動帶回了市場。
但需要注意的是,它們的主要驅動力是不同的:
討巧的產品驅動
:充分利用汽車電動化浪潮對供應鏈的重塑,
以高效能、低成本(與5-10年前相比)的大容量鋰電池來對沖串聯構型的劣勢
,拿出了合格甚至優秀的產品。在近幾年產品為王的消費趨勢下,這種思路是討巧且有效的。
硬核的技術驅動
:以「系統→零部件」的思路,一是開發e-POWER專用的「特化」發動機,二是不斷地從輕量化、降低能量轉化損耗的角度提高系統效率,從技術層面走出一條完全不同的路 ——
這種硬核創新之路需要大量的研究投入與技術積累,目前只有e-POWER是真正走出來了
。
日產給這項技術起了一個名字,稱為
「前所未有的融合動力e-POWER」
。聽起來似乎有點誇張,但考慮到它對串聯構型的突破性提升、對混動技術路線的歷史蘇南,這麼說我認為也是非常合理的。
下面,我們就來看看
e-POWER的硬核技術之路
。
二、e-POWER專用的「特化」發動機
混動發展早年,車企是不可能開發「混動專用」的「特化」發動機的,基本上就是從現有發動機中挑一款差不多的扔過去用。
這種背景下,混動系統就要擺正自己的位置,以「打輔助」的心態去讓這位「發動機大爺」更好地工作。
功率分流式構型早年登上巔峰寶座,就是因為它這種構型正是發動機的
「王者輔助」。
看下面這套功率分流式混動系統,就是以精細的行星齒輪、複雜的控制邏輯來輔助好「發動機大爺」,讓豐田混動早期就走上巔峰。
以行星齒輪機構為核心的功率混流式豐田混動系統
而如今時代不同了,發動機不能光享大爺的福,自己也得針對混動系統做出一些改變了
。
例如,去年的廣州車展上,比亞迪在新能源技術重磅釋出會上,沒有講電池、沒有講電機、甚至也沒有講混動,而是釋出了一款發動機!
這還是一個「瘸腿」發動機,只能用於DM-i混動系統,而不是單獨用於燃油車 —— 這就是發動機必須要做出改變的例子。
這使吃瓜群眾都認識到:
就像最和諧的戀人關係不應該只有單方面的苦苦付出一樣,最好的混動也不應該只是「系統給發動機打輔助」,發動機也應該屈尊「特化」自己以使整個系統達到更為和諧的狀態
。
實際上日產e-POWER早就意識到,
混動的優勢不僅僅在於讓已有的發動機處於更高效的工作狀態,更在於這種系統構型給開發超高效率發動機提供了更大的自由度
!
特別是在e-POWER的這種
「車輪由100%純電驅動」、「發動機100%只用於發電」
的極致系統構型中,
開發「特化」發動機的必要性更高、使用「特化」發動機給整個系統帶來的效率提升更為顯著
!
在新一代e-Power上搭載的發動機熱效率達到了43%
。必須指出的是,傳統燃油車的發動機最高熱效率也能超過40%,但那只是展示發動機技術水平的一個指標罷了,實際使用時大部分情況下都落不到最佳熱效率區間裡。
而東風日產e-POWER不一樣,在這種獨特的系統構型中發動機與車輪沒有機械直連,可以
讓發動機大部分情況下都穩定在最佳熱效率區,從而讓熱效率超過40%成為一個具有實際意義的數字。
e-POWER技術路線還有很大的發展潛力,未來可以限制
發動機執行區域與定點執行策略
,透過
長衝程低摩擦技術、改善燃燒、專用渦輪
,進一步地利用
餘熱回收技術與稀薄燃燒技術
,可以使這款「特化」的專用發動機熱效率進一步提高至50%以上。
三、降低e-POWER能量轉化損耗
在e-POWER崛起之前,串聯構型發展不順主要受制於能量轉化環節較多,每一環節的損耗加起來就不可忽視了。
反過來,隨著功率半導體技術、電池技術、電機技術、機械工藝的全面進步,串聯構型從這些技術進步中的獲益也是最大的
!
行業裡三電技術的進步,日產絕不會落下。這是因為日產不僅有e-POWER技術,它在Zero Emission純電技術方面更是先驅者[1]。日產在汽車電動化技術方面起步相當早,甚至可以追溯到70年之前:
正在進行時的汽車電動化浪潮中,敢為天下先的日產汽車,早在造車新勢力們推出量產車型的六七年前,
就量產了純電動汽車聆風LEAF,歷時十年銷量了52.4萬輛,總行程里程170億公里
。
在Zero Emission純電技術方面的技術積累,可以大大助力e-POWER技術的提升、降低能量轉化損耗
。搭載在軒逸車型上進入中國的已經是第2代e-POWER技術了,相對於第1代e-POWER技術有全方面的改進:
電機逆變器小型化與輕量化
:體積降低了40%、輕量化方面實現了30%的改善。體積降低意味著更容易佈置,更容易解放出更多的乘員空間;輕量化意味著整車重量更小,整體能耗更低。
電機效能提升
:以日本市場在售的車型為例,第2代e-POWER技術的電機扭矩提升10%,起步時峰值扭矩高達300Nm。
發動機功率提升
:以日本市場在售的車型為例,第2代e-POWER技術的發動機功率提升13%。
此外還有其它方面的改進,例如採用了高剛性車身結構,會使車身的噪音和震動得到進一步改善。
日產e-POWER技術在降低能量轉化損耗方向的發展潛力也非常大,未來透過
降低減速器摩擦阻力、提高功率半導體效率、降低齒輪損耗
等手段,還可以將能量轉化損耗進一步降低50%。
將「進一步特化專用發動機」與「進一步降低能量轉化損耗」兩條線放在一起,就組成了日產e-POWER技術的技術路線圖:
講到這裡,你有沒有發現串聯(series)混動是一種非常有意思的混動構型?
一方面,它在工程方面比較簡單,屬於可速成的「短期主義」路線
。像理想ONE、嵐圖FREE、華為問界5都因此而選擇它,技術上速成、聚焦於產品創新。
另一方面,它更適合「零部件→系統」的技術創新思路,屬於難速成的「長期主義」路線 —— 這種硬核創新路子走通了,甚至可以在效率與體驗上全面超越其它混動技術路線
。目前只有e-POWER走了這條硬核技術創新之路,已有所小成,對行業做出了貢獻。
試駕現場,史萌問了我一個尖銳的問題:
理想ONE與e-POWER軒逸放在一起,應該選哪個?
實際上,理想ONE與e-POWER軒逸都是優秀的產品,但定位完全不同。僅從消費者購車的角度來看,應更關注產品,哪款車適合自己,就選哪款車。
而作為研究了新能源技術十幾年的工程師,我從情感上更喜歡e-POWER的這種硬核創新技術路線
。
談到e-POWER,也避不開與豐田THS混動系統與本田iMMD混動系統的比較。總體上來說,
三種混動系統都對行業做出了原創性貢獻,且在2021年這個時間點,都達到了幾近完美的水平
:
豐田THS重在「系統」,早期就把「系統」對發動機的輔助作用做到了很高的水平,所以說「骨骼神奇、少年得志」,可以說是一種「前期」路線。
本田iMMD重在「零部件」,經過十幾年的最佳化才把發動機、電機、電池等零部件和控制策略最佳化到很好的水平,才能與豐田THS比肩,所以說是「厚積薄發,終成大器」,可以說是一種「後期」路線。
e-POEWR則可以說是比本田iMMD還要厚積薄發的「大後期」路線
——
第二代e-POWER油耗上已經達到了與豐田THS、本田iMMD並駕齊驅的水平,且擁有純電駕駛體驗。
而且,在將來的三五年將會越來越強,以一種更為簡潔的混動構型實現了超越豐田THS和本田iMMD的潛力,所以說是「重劍無鋒,一代宗師」
四、e-POWER能帶來什麼新體驗?
消費者關心的是:
e-POWER是好技術,那在產品層面能提升哪些體驗呢
?
首先是燃油經濟性:e-POWER版的軒逸,綜合油耗從燃油版的5.3L大幅降低到3.9L
。
我們不能光看紙面資料,還要看日常使用表現。大家都知道,油耗受交通狀況、駕駛習慣的影響很大,擁堵、頻繁加減速都會造成油耗顯著上升。
與燃油版相對的,e-POWER軒逸油耗受交通狀況、駕駛習慣的影響較小。
也就是說,選擇e-POWER軒逸不僅在日常使用輕易達到3.9L的綜合油耗,而且還可以解放你的駕駛習慣 —— 紅綠燈起步踩到底吧,想超車就超車吧,不會影響太多
。這種駕駛體驗上的收益,也應該在購車時考慮在內。
試駕當天,我和史萌在零度左右的北京冬季分別開了30公里,測了一下油耗。
史萌開出了4。3L的百公里油耗,這對一位GTR車主來說很不容易了;而我並沒刻意省著開,也輕鬆開出了3。9L的百公里油耗,與工信部綜合油耗相同。
左:史萌實測百公里油耗4。3L 右:張抗抗實測百公里油耗3。8L
其次是更為強勁、更為平穩的加速效能。
e-POWER軒逸起步階段就能達到300Nm的扭矩,而且整個加速過程中更加平穩,駕駛體驗與純電車幾乎相同。
雖然混動都能提供更平穩的加速效能,但100%純電驅動的e-POWER在這方面的提升是最徹底的。下面是e-POWER與日本另外一款混動車型的加速對比。
三是遠超燃油車的靜謐性
。e-POWER軒逸起步時內燃機不起動,大大增強了靜謐性。
第2代e-POWER技術進一步降低低速時的內燃機啟動頻率,使得靜謐性與駕乘體驗得到進一步提升。
除了動力方面,我還體驗了一下後排空間:車雖不大,但空間真的不小。
小結
首次搭載此技術的NOTE e-POWER車型,於2017-2019連續三年奪得日本1。6L排量以下小型乘用車市場銷量冠軍,以鐵一般的事實證明了這項技術所帶來的產品體驗提升是廣受歡迎的。
至2025年,中國市場將有7款搭載日產e-POWER技術的車型。e-POWER來到中國搭載的第一款車型是爆款軒逸,可謂是技術與產品的強強聯合,這很可能是e-POWER技術是中國崛起的標誌性事件。
這次試駕最大的感受就是:e-POWER軒逸的駕駛體驗可以說有質的提升,建議大家有機會去試一下。