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2018年度汽车科技大奖是什么?

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来源:厂商供稿 2018-05-14 18:08

不绕弯子,AutoBlog评选的2018年度汽车科技大奖的入围奖分别是:

·雷克萨斯LC 500h的多级全混动科技

·日产的ProPILOT Assist半自动驾驶系统

·雪佛兰库罗德ZR2的动态液压滑阀悬架

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最终的优胜者是雷克萨斯,获奖原因是:

·多级全混动科技将驾驶者的参与感放在首位(主因)

·系统很复杂,但切换可以做到无缝连接

·可以最大限度的提升效率和性能

一、这个奖项怎么评选?

AutoBlog每年会在测试车中挑选一些拥有业界顶尖技术的车型,技术范围包含安全性、信息娱乐和驾驶等。他们层层筛选出五辆进入试驾、测试环节,通过投票选出入围者与优胜者。

他们的评判标准有三项:

1.看它好不好用;

2.技术的目标有没有前瞻性,有前瞻性的前提下现有的技术够不够细化;

3.能否推动行业发展。

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这是今年的入围者:从左至右:日产奇骏、雷克萨斯LC 500h、雪佛兰库罗德ZR2.

二、三项入围技术分别有什么亮点?

1.        日产的 ProPILOT Assist半自动驾驶系统

自动驾驶系统不新鲜,为什么它能入围?因为日产奇骏是一款平民车型,配备的却是高阶科技。

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ProPILOT Assist首次搭载于聆风,属于L2级别,除了可以控制速度外,也能控制方向。从正式名称ProPILOT Assist就能看出,该系统是以辅助为主,以缓解驾驶员疲劳和提升安全性为大前提。原理也还是基于ADAS驾驶员辅助系统,除了ACC自适应巡航、车道保持、防碰撞制动这些传统控制外,增加了可以根据标志线来转弯、驾驶员发生意外时自动停车等功能。

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这套系统简单流畅,只需点按方向盘上的一个按键即可启动,仪表盘也有完整的工作状态提示。当然投票者最满意的还是价格。

2.雷克萨斯多级全混动科技

混动系统同样也不是新鲜东西,之所以入围是因为与竞品相比雷克萨斯多级全混动科技的特点很突出,投票结果中大家提到最多的词是高效和性能,其次是参与感。而这种突出跟雷克萨斯的品牌DNA——YET兼融之道关系很大。关于品牌DNA我近几年开始深有体会,战略战术决定品牌走得好不好,价值观能决定走得远不远。这个下面会详细讲到。

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多说一句雷克萨斯的YET兼融之道究竟是啥。你可以理解成既性感又纯真的女朋友,这种冲突美感简直爽歪歪,然而只有舒淇和邱淑贞做到了。在汽车上,你可以理解为既要运动又要舒适,既要混动又要操控。

回到正题,雷克萨斯多级全混动系统的突出点在于它跟以往只向高效看齐的混动不同,这个系统不像早期普锐斯那样慢慢悠悠、枯燥无味,它既要高效又要性能,通过将电动机整合到变速箱中,解决了这个冲突。

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上图可以看到原本变速箱的位置由两个电动机和行星齿轮组代替,这就是多级全混动系统的核心。原来的混动系统充电和放电是不能同时进行的,动力也一般。这套系统则整合汽油机、电动机的工作方式,使充电、放电工况可混合进行。Autoblog的评委们认为,当混动车开起来和普通汽油车一样,动力充沛、没有切换感时,这是一种提升和进步。

3.动态液压滑阀悬架

这款Multimatic调校的动态液压滑阀悬架入选的原因跟日产的半自动驾驶系统类似,都是因为越级配置。这本是用在赛车上的高成本技术,但是现在下放到民用量产车上。它通过滑阀避震器,可以应对三种不同的路面状况:大强度越野路况、越野颠簸路况和日常铺装道路。

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滑阀式避震器起源于赛车领域或超跑上,与传统避震器相比,滑阀代替了原来的垫片。传统避震器的垫片只能通过几个固定的小孔来控制油液流动,阻尼和行程是固定的。滑阀孔的大小是可以改变的,因此压缩、舒张的行程、阻尼都可自适应变化。

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左为传统避震、右边为DSSV滑阀避震

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它最大的创新点在于,桶身旁有副腔可以存储油液和氮气,帮助避震器冷却降温。这意味着不管怎么越野、高频压缩舒展,避震性能可以保持在统一水平,不受高温衰减影响。

三个入围科技都是实用派,会直接影响日常使用。其中未得奖的日产、雪佛兰入选的更多原因是因为它们将高性能越级配置,可惜国内的奇骏还没装备ProPILOT Assist,雪佛兰也没引进库罗德。下面详细讲讲最终得奖且国内能见的雷克萨斯的多级全混动科技。

三、雷克萨斯多级全混动科技是怎么工作的?

在开始前,先科普下现在的混动系统都是什么样的。

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其中,微混合理论上只是帮助发动机自动启停,不是实际意义上的混合动力,所以在此不做讨论。

基础型混动:电动机直接硬连接在发动机上。比如把电动机的皮带与曲轴相连,或者直接集成在飞轮上。这种混动只能提供非常弱的辅助动力,无法纯电行驶,且受发动机牵制。

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本田NSX的飞轮电机就属于这种型式

常规型混动:电动机独立安装驱动。比如安装在变速箱之后,或者独立安装在后轴,大部分德系或自主品牌的混动车型都采用这种方式。这种布局方式,电动机不会受发动机干涉,只要电池有电,便可以单独工作。要是没电了,就只能先充电再工作。

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保时捷918 spyder的前置电机就属于这种布局

高规格混动:将电动机集成到变速箱中。将发电机和电动机用行星齿轮组合起来,并连接发动机,从而形成一个新机构E-CVT。这样能在纯电行驶或混动行驶状态下,发动机都能给电池充电,电动机和发电机的功能也能互换。这使得发动机和电动机能够合理分配工作时间,提升效率。目前雷克萨斯、凯迪拉克等都采用这种混动系统。

雷克萨斯的这套多级全混动系统,极具代表性,将汽油动力、电能动力和变速机构,这三大复杂机构整合在了一起。

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从上图可以看出,最前面的是发动机,接着蓝色部分的MG1是发电机,MG2是电动机,中间是行星齿轮,紫色部分是4AT变速机构,这是多级全混动系统的基本组成。这套机构的动力传递路线如下:

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行星齿轮在此充当了动力分配的角色,将原本复杂的充电、放电、油动、电动、混动、变速整合在一起。

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这是机械解剖图,左边大的是发电机,右边宽的是电动机。因为功能可以互调,所以它们的名字叫Motor Generator(电动发电机),简称MG1和MG2。后面的一组行星齿轮即4AT,可以实现传统变速的功能。因为老款的雷克萨斯全混动系统虽然高效,但是动力输出平稳,扭矩范围不高,经过这样的改进就增大了动力范围。下图左边是老款的全混动系统,右边是多级全混动系统,可以看到发动机输出动力的范围提升了很多。

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而这些动力的提升,主要仰仗扩大了发动机的可使用转速范围。这是一个难点,后面会详解。

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另外4AT的前三挡会搭配E-CVT,每挡再划分3个齿比,由此可以模拟出10个挡位,所以理论上这套系统也是10AT的。

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四、雷克萨斯多级全混动科技的难点有哪些?

1.重量

想省油,减重是路径之一,但是豪华跑车的需求一个也不能少。大型动力系统、电机、高端配置设备、严密的隔音材料等等都意味着重量不会轻。

这对雷克萨斯来说是轻车熟路的。早在创立之初,雷克萨斯就是靠既要这又要那的那股劲儿发家的。当时为了不交美国的燃油税抢占价格优势,还要性能好抢占口碑,在LS 400的研发中每增加10克的重量都要经过批准。最终他们硬生生的把目标重量从1918公斤干到了1705公斤。

在混动系统的减重上,雷克萨斯采用了将发电机、电动机缩小,镍氢电池换成锂电池组的方式,降低了重量。

2.变速箱

这是雷克萨斯多级全混动科技跟欧美车厂的巨大差异点。大家的混动技术差不多,为了更高效甚至有主机厂采用了三个MG电机。但混动模式上去了,变速机构没有更聪明。变速箱只能对电动机的部分进行速比调控,但是却无法利用发动机高转速区间的动力输出。其实做到这一点,已经完成了高效的目标,至于换挡流畅度就是另一个话题了。

但雷克萨斯想要的比较多,跳出原有思维,将这套系统看做一个整体,并在后面又接了个变速机构,让发动机和电动机都能进行速比调控。这个事儿的难点在于跳出思维围墙,这是个大坑,也是个风口。

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3.增大发动机的扭矩范围

老款的全混动系统中,发动机可以输出的动力在14000N左右,新的多级全混动科技上涨到15000+。提升这些动力主要受限于转速。

先看下图,传统混动系统的发电机、发动机和输出轴的转速按图示的关系移动。在车轮低速时,因为变速机构作用,如果发动机转速增加,发电机的转速将进一步增加,会超过转速上限。因此在低速范围内发动机的转速无法提高到最大输出转速。

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举个例子,原来的雷克萨斯GS 450h在120km/h以前发动机转速是无法提高到高转速输出区域的,只能发挥40%~60%的最大动力。如果设计目标是降低油耗,那么没问题,但是在LC 500h这样强调动力和加速的车上,就无法实现了。这就要求必须实现低油耗和高输出、高动力性的兼融。最后的解决方案是取消原本在MG2上的2段式变速机构,将MG1和MG2视为一个整体并在最后加上一个4AT,且1、2挡都为减速挡,即便发动机转速拉高也可以通过变速机构减速,这样最终的输出比原来的 LS 600hL还要高,百公里加速时间可以降到5秒。

4.高速状态下的混动油耗高噪声大

在城市中开混动车,如果遇到堵车等于赚到,但跑高速油耗还是会上去。这跟传统燃油车刚好相反。雷克萨斯的解决方法还是和上面一样,用4AT。前三挡是直接挡,第四挡是超速挡,超速挡可以减少发动机和齿圈的转速。通过这种方法,可提高混动系统中发动机的转速上限,并且可以实现更高的纯电行驶速度,从而在高速驾驶时实现更好的燃油经济性和静谧性。

5.电控系统的整合

一般来说增加传动系统的挡数,对应的工况也会成倍增加,这种复杂程度下还要逐个标定,基本达到了主机厂也无法处理的情况。不得不说,雷克萨斯比较敢想,比较贪心。为此他们建立了不少物理模型去模拟,最终解决了这一难题。

写到这多说一句,最近我也见证了一个品牌理念的升级,对品牌DNA有更多的思考。不同的品牌DNA确实能让企业的路径、目标完全不同。例如,ofo与摩拜。2个创始人的DNA完全不同,摩拜的扫码解锁、4年不坏都是匠人模式;ofo低单价高铺设,上来走的就是销售路线。所以,单车大战后期当街上堆满各种颜色的时候,不难理解为什么是摩拜的摆放、坏车回收做的要更好一些。

而雷克萨斯之所以老去干鱼与熊掌兼融的事情,也是因为从创立之初为了在美国站稳脚跟各方面的事情做到极致,也就是他们现在说的“YET兼融之道。而第一款车的成功,也让他们尝到了甜头,把这种贪心保留了下来,成为企业文化的一部分。

好了,回归正题。

五、补充知识,为什么雷克萨斯不做PHEV

知乎提倡先说是不是,再说为什么。先看一下雷克萨斯的立场,下面几则广告都是雷克萨斯对PHEV的嘲讽,所以可以肯定他们确实不想做PHEV。

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从左至右:

·保留它将会损失四个小时

·没有充电意味着更多驾驶

·雷克萨斯全混动系统久经考验

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Wired杂志上的广告:选择(充电)焦虑还是选择经久考验的混动?

为什么雷克萨斯不做PHEV

第一,他们认为新能源的未来不是锂电池,全混动科技目前只是汽油机和电动机混合后的临时替代品,未来氢气才是王道,FCV车型不久就会大批量出现。Auto blog的评委们也有在投票时这么评价电动车的未来和混动技术。

第二,雷克萨斯认为这些广告仅仅是用全混动系统来描绘生活的景象,这与传统的汽油车生活基本一样,而电动汽车可能会带来挑战或至少是不确定因素。换句话说,你开混动车,原来的习惯、生活和环保低碳是可以兼融的,但是开电动车或PHEV是不行的,会牺牲或改变习惯。

第三,PHEV增加了车辆的重量,从而导致车辆行驶时排放数据不佳。而且,PHEV车型购买者的更多目的是不限行、路权更高和税收抵免,而不是真正的削减燃料的使用。

最后回到标题上来,2018年度汽车科技大奖是什么?

是雷克萨斯的多级全混动科技,而不是PHEV。

文章标签: 科技大奖 雷克萨斯 责任编辑:何学争
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