比亚迪DMi混动汽车即将上市,新款车不论价格、油耗与性能都具体了“颠覆燃油车”的能力;然而关于ECVT的错误解读还是出现了,究其原因是对“CVT”的错误理解。这三个字母代表的不是某一种机型的名称,而是一种传动的状态。
Continuously variable transmission的缩写为CVT,无级变速器并非是其标准释义,而是“连续(不间断)可变传输的变速器”。
无“极”的概念可理解为没有固定的前进挡,也就是AT/DCT的1·2·3……等挡位的概念;普通齿轮组结构的多挡变速器必须用数字区分高低前进挡,因为每个前进挡都是由不同的齿轮组合而组成,换挡时需要切断发动机与变速箱的连接,在齿轮减速后进行分离和再结合。
无级变速则是没有固定的前进挡,同时在换挡时不用切换两大总成的连接;在设定的传动比范围内有无数个前进挡,因为传动比每一次细微的变化都等于一个挡位。而数字可以无限小,所以就等于有无数个前进挡了,那么究竟是如何实现无数挡位和换挡“不分离”的呢?
传统无级变速器由荷兰人「范·多明斯」发明,这种机器没有采用齿轮组的传统结构,而是有两组夹角可以改变的锥形轮与一条皮带连接。锥轮夹角拉大则皮带“往下沉”,状态等于齿轮直径变小,锁紧则会把皮带往外推,概念等于齿轮直径拉大;两组锥轮夹角的同步变化,则等于两个齿轮的“大小同步变形”。
重点是皮带等于齿轮的“齿”,齿轮依靠齿轮啮合而“别着劲传动”,皮带则是靠贴合锥轮被推动而运转;所以传动的原理实际是相同的,只是从齿轮啮合传动改变为“滚动摩擦传动”。
问题:皮带只适合扭矩很小的发动机使用,目前只剩下了一些踏板摩托车用皮带传动的无级变速器;扭矩相对大的汽车发动机则要使用钢带或钢链传动,传动过程中必然会产生磨损。因为任何物体的滚动摩擦都会磨损,摩擦的本质是物体表面分子碰撞的相互作用;比如轮胎在不打滑的状态下滚动,胎冠也会越磨越薄。
所以范多明斯的无级变速器使用寿命很短,即使升级钢带后也是自动变速器中最短的;但是这种机器的制造成本低,入门级车用一用还可以接受。
不论车型还是变速箱机型,在缩写之前加上「E」字母都代表新能源,也就是有电机驱动的动力传动系统。所以ECVT并非传统无级变速器,而是【集成电机的齿轮组变速器】。
发电电机·单速比前进挡驱动电机·单速比前进挡ECVT的定义是为体现换挡足够平顺,如出于便利理解的命名则应为「1AT+1AT」。不过怎么命名并不重要,重点是使用齿轮组结构如何实现“连续不简单”的传输呢?钢带锥轮因无法“离合”,在改变传动比时只是锥轮改变夹角而改变钢带的角度,虽然过程中会产生磨损问题但确定会是连续不间断的传输,齿轮结构难道不要分离了吗?
答案是肯定的,参考上图即可得出结论。实现连续不简单的动力传输很简单,变速器本就是个“传动的媒介”,动力来自发动机!那么只要发动机能够通过转速的升降以调整功率,功率的高低直接决定车速的快慢,这不一样可以实现无级变速了吗?
ECVT架构内燃机与发电电机串联,因只有一个前进挡所以只要结合,随后就是通过内燃机的转速升降调整功率;驱动电机也只有一个前进挡,状态自然是相同的。而转速的升降是由油门踏板来控制,脚步力度控制的线性则加速线性,反之则会顿挫——是否平顺已经由驾驶员来决定了。
重点:齿轮结构是不用担心磨损的,因其既不用滚动摩擦传动,也不是滑动摩擦的传动;标准与AT/DCT的行星齿轮组相同,所以ECVT的使用寿命是完全不用担心的。
那么对于比亚迪的ECVT则需要了解两个知识点,首先是“以电为主”的驱动模式,日常代步驾驶只是变速器中的驱动电机驱动车辆行驶,内燃机只是带动发电电机在行驶中发电,也就是增程式汽车的运行模式。
电机的“热效率”(相同概念)的标准可以达到90%以上,比亚迪的最高标准达到97%;而内燃机能超过40%就算很不错,所以用电机驱动的能量损耗要低得多,用内燃机发电、用电动机驱动,以“热效率差值”抵消发电的细微损耗,结果是等效油耗会降低很多。
同时DMi系统的阿特金森1.5L混动专用发动机的热效率有43%,在主要的增程模式中可以稳定在最佳热效率转速区间运行(发电)。结果是内燃机的油耗最低,高效率电机的电耗也很低,综合能耗低于4L/100km,这是准4.8米的中型轿车的耗油量。
综上所述,比亚迪DMi以及后期的DMp系统都会基于ECVT架构打造,变速器的使用寿命完全不用担心,用到车辆自然报废也没有换变速箱总成的顾虑。
动力电池使用的是刀片电池,容量衰减的速度与程度大致为一万公里下降0.2%,也就是一万公里才下降20%;然而大部分家用汽车十年也不过十万公里,那么NEDC500km的汽车,十年后还有490km的续航,貌似燃油汽车也做不到。所以以节油为主的DMi插电混动汽车没有什么需要顾虑,在价格公布后更没有什么需要担心了。