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    拆解长城智能四驱混技术Hi4:十年内全球最强是在吹牛吗?

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    明镜Pro2023-05-18

    5月16日,继哈弗枭龙MAX(图片|配置|询价)首搭全新智能四驱电混技术Hi4上市后,长城汽车在北京开启全新Hi4技术区域媒体沟通会首站,对全新Hi4的技术进行了全方位的讲解。


    在Hi4的命名中,H(Hybrid)代表混动,i(intelligent)代表智能,4代表(4WD)四驱系统。该技术有“全场景驾驶无忧”、“全工况效率最优”两大核心点,具备四驱的体验、性能,但只要两驱的价格、能耗,实现了“性能、效能、价格”三者的平衡。



    这三者的实现,有赖于Hi4在技术上的诸多突破。性能方面,Hi4通过三动力源双轴分布、iTVC智能扭矩矢量控制系统、机电耦合传动系统三大技术突破,提高了车辆操稳性和对全场景的覆盖;效能方面,Hi4技术通过3擎9模的动态切换与智能能量管理系统,实现了全工况效率最优;成本方面,通过三动力源双轴分布的混动“新构型”,全新Hi4仅需两个电机便可实现电四驱,比现有三电机混动四驱系统减少了一个电机,具备结构简单、成本低的特点。


    “Hi4智能四驱电混技术用两个电机实现了三个电机的功能,做到了性能、效能、价格的完美平衡。”长城汽车混合动力系统副总工程师陈淑江表示,新能源混动技术发展经历了两个时代,第一个时代是性能时代,性能强、能耗高;第二个时代是效率时代,性能强、能耗低,但价格高。而Hi4全面实现了性能高、能耗低、价格低,长城汽车以此开启了混动的第三个时代——全民电四驱时代。




    三大技术攻克全场景道路


    在驾驶性能上,Hi4技术具备全场景覆盖,道路适应性强的特点。这主要受三大技术支持:三动力源双轴分布通过前后轴双电机分布式布置,实现了串并联四驱的电混架构,拓宽用车场景;iTVC智能扭矩矢量控制系统能够通过毫秒级频次,快速对前后轴扭矩进行分配及动态调节;机电耦合传动系统创新设计的两挡机电耦合单元,实现了发动机直驱近全速域的工况覆盖。



    具体来看,整套Hi4智能四驱电混系统由1.5L/1.5T两款混动专用发动机、Hi4前驱动模块总成、Hi4后驱动模块总成以及低内阻动力电池组成。这种构型打破了目前串并联构型混动双电机主要集中于前桥的传统,让前轴单电机在不同工况下,可以分别实现发电和驱动两种作用。这助力Hi4在现有三电机混动四驱系统的基础上减少了一个电机,成本大幅降低。但该构型的功用绝不止于“平价”,其同样有助于车辆性能的提升。


    基于这一构型,Hi4拥有了50:50的完美轴荷分配,动力均能分配前后轴,带来了整车转弯极限更高、起步加速快等特点。“Hi4减轻了前轴负荷,使前轴负荷和后轴负荷趋于平衡状态,进而减小不足转向度,增大横摆角速度增益。”陈淑江说道,传统双电机的两驱车型动力集中在前轴,且前轴负荷大,重心靠前,不足转向趋势强,转向不灵敏,连续过弯时需不断调整方向,而Hi4则弥补了这一缺点。



    iTVC系统则能通过智能分配扭矩,来实现整车经济性、动力性及操稳性的平衡。该系统工作流程分为两步:第一是通过传感设备读取用车场景,分析驾驶员操作及车辆状态信息。其中涉及的信息,包括驾驶者动力需求、车速、驾驶模式、道路坡道、方向盘转角、电机转速、横摆角速度等。第二是基于以上信息进行智能判断,进行全时域、全场景最优的前后桥扭矩分配。


    也就是说,iTVC系统能够因地制宜,让车辆更灵活地“使劲”,比如能将打滑轴的扭距分配到非打滑轴等。在日常使用场景,iTVC系统能让车辆操控更稳。在非铺装路面脱困、停车越障等场景,iTVC系统也均能动态分配扭矩,提升操控性。


    举个例子,在过弯场景下,与车辆动态控制系统(VDC)融合后,iTVC能够通过智能前后桥扭矩分配策略,来智能修正车辆行驶状态。入弯时,iTVC能够精准增加后轴扭矩,实现快速入弯;转弯时,iTVC能实时测算行驶轨迹与驾驶者意图的匹配度,循迹性强;出弯时,iTVC会增加前轴扭矩,提高稳定性。



    机电耦合传动系统最直接的功用,则是实现发动机直驱近全速域的工况覆盖,进一步扩大了传统双电机串并联构型使用场景。


    3擎9模动态拉升效能


    在实现四驱性能的基础上,Hi4技术更具创新的突破点在于实现两驱的能耗。即不仅能驾驭全出行场景,还能根据这些场景不同的工况特点和需求,来调整车辆行驶状态,从而在各工况下达成最优效率,使得总体能耗大幅降低。以首搭全新Hi4技术的哈弗枭龙MAX为例,其WLTC综合油耗仅为1.78L/100km,WLTC馈电油耗低至5.5L/100km。


    Hi4技术主要通过3擎9模的动态切换、智能能量管理系统来实现低能耗。其中的3擎9模,指的是前后轴双电机、混动专用发动机这3个动力源,以及纯电两驱模式、纯电四驱、串联模式、1挡直驱、2挡直驱、并联两驱、并联四驱、单轴能量回收、双轴能量回收9种模式的智能切换。与当前主流的双电机混动的6种模式相比,Hi4增加了纯电四驱、并联四驱、双轴能量回收三种四驱工作模式。



    通过3擎9模,Hi4技术在1s内能完成100次的数据交互,九种模式能够无感自适应切换,从而使发动机工作点落在高效区间。市区行驶的场景中,智能切换纯电两驱、串联模式、1挡直驱模式,避开发动机小功率低效率区间;市区急加速/爬坡场景中,智能切换纯电四驱、1挡直驱模式;高速巡航场景中,则使用2挡直驱模式。


    “之所以模式切换能够做到平顺,是因为它的各种切换过程中,有电机的调速和助力存在。”陈淑江说道,传统的三电机串并联来实现四驱,在很多场景的标定相对来说会更简单一些。双电机串联四驱更复杂,有太多工况需要验证、标定,长城汽车花了大量的时间去做各种复杂路况的标定、验证。



    得益于此,Hi4在能耗上有不俗的表现。在纯电模式下,Hi4采用双电机双轴输出时,工作点全部落到90%的高效区内,相比传统双电机混动技术,电耗可降低约3%,制动能量可多回收约3%。混动模式下,Hi4通过串联和直驱两大类工作模式的调节,可以实现更高的效率。


    “相较传统串并联增程和单档串并联架构,Hi4拥有直驱两挡的设计,可以让发动机更多的工作在直驱,油耗最多可以降低18.07%。”陈淑江介绍道。除了通过3擎9模的智能切换来进行实时最优控制,Hi4技术还能够结合预测性能量管理、自适应能量回收等智能化功能,进一步提升效率。


    Hi4通过搭载预测性智能化功能,可以进一步将整车能效提升约8%。据悉,智能能量管理系统能够智能分析驾驶风格、环境温度、坡度、动力需求、行驶状态、雷达数据、导航数据及路况等数据,并基于此控制所有的系统协调运行,达到最佳的运行效率。



    为支撑系统的高效运行,Hi4开发了全新一代的动力组件。这包括全新一代的发动机,拥有16:1的超高压缩比、28%的超高压系统、0.38的超低摩擦,实现了41.5%的可量产最优工程的效率。此外,全新Hi4前驱动模块总成传动效率高达98%,后驱动模块总成电机传递效率大于97.7%,电机最高效率大于96.5%。


    目前,全新Hi4最高系统功率达340kW, 可覆盖长城汽车旗下A-C级车型。借助低耗、平价、高效的功能特点,在首搭哈弗枭龙MAX后,全新Hi4将支撑长城汽车其他车型实现更高的价值密度。沟通会上,长城汽车表示,Hi4技术后续在长城的新能源车型上面,也会有其他车型来进行大规模开拓。未来,根据不同车型的定位,Hi4技术的参数系数会根据车辆不同的发动机、电池容量、后桥电机等硬件来进行搭配。

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