電動(dòng)機(jī)在車(chē)輛中的位置,就像棋盤(pán)上的棋子——落在哪一格,就會(huì)形成完全不同的混動(dòng)布局;而當(dāng)增加到兩臺(tái)、三臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí),驅(qū)動(dòng)方式便會(huì)按排列組合的原理成倍增加,衍生出更多的架構(gòu)可能。在混動(dòng)產(chǎn)品層出不窮的今天,很少有車(chē)型像沃爾沃這樣,從一開(kāi)始就決定要“另起爐灶”。全新的XC70正是利用這種多電機(jī)布局,打造出一套三電機(jī)協(xié)同、七種驅(qū)動(dòng)模式切換的原生混動(dòng)系統(tǒng)。

要看清X(qián)C70的三電機(jī)是如何協(xié)同的,先得弄明白它們分別站在哪個(gè)位置、承擔(dān)著什么任務(wù)。混得少,可能營(yíng)養(yǎng)不良;混得多,也容易消化不良。真正的境界,是混得通透——讓結(jié)構(gòu)布局、運(yùn)行邏輯與使用場(chǎng)景形成最順暢的配合。
1+2+4的三電機(jī)架構(gòu)物理基礎(chǔ)
在混動(dòng)系統(tǒng)中,電機(jī)的數(shù)量與位置,并不僅僅是零件排列的工程題,而是決定整車(chē)動(dòng)力路徑和運(yùn)行邏輯的底層答案。全新XC70采用了在量產(chǎn)插混中并不多見(jiàn)的“三電機(jī)”布局——P1+P2+P4的組合:一臺(tái)專(zhuān)職高效發(fā)電的P1、一臺(tái)前軸驅(qū)動(dòng)與并聯(lián)工作的P2,以及一臺(tái)獨(dú)立后驅(qū)的P4。這不是在傳統(tǒng)燃油車(chē)架構(gòu)上“加一臺(tái)電機(jī)”的附加式改造,而是從架構(gòu)設(shè)計(jì)階段就為油電協(xié)同預(yù)留了多條獨(dú)立能量路徑。

XC70的混動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成
與市面上主流的P2單電機(jī)插混不同,XC70的1+2+4架構(gòu)在物理層面解耦了發(fā)電、前驅(qū)和后驅(qū)三項(xiàng)職能。P1電機(jī)緊鄰發(fā)動(dòng)機(jī),專(zhuān)注于將機(jī)械能高效轉(zhuǎn)化為電能,不直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。這種純發(fā)電布局的好處在于,它可以長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行在最佳效率區(qū)間,不受車(chē)速和路況波動(dòng)影響,為P2、P4或電池源源不斷地供電。在低溫、虧電或長(zhǎng)途高速巡航時(shí),P1的存在能避免車(chē)輛掉入“全油驅(qū)動(dòng)、效率低”的狀態(tài)。

SMA平臺(tái)架構(gòu)
P2電機(jī)集成在3DHT混動(dòng)變速箱內(nèi),是前軸驅(qū)動(dòng)的主力單元。它既能單獨(dú)驅(qū)動(dòng)前輪,提供安靜的純電行駛,也能與發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)發(fā)力,在多擋位的支持下兼顧低速扭矩和高速效率。與一些固定齒比的P2布局不同,XC70的P2可通過(guò)變速箱控制轉(zhuǎn)速區(qū)間,避免在高速工況下因電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高而造成效率衰減。
P4電機(jī)位于后橋,是一個(gè)完全獨(dú)立的電驅(qū)單元,可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)純電后驅(qū),也能在濕滑、越野或急加速等場(chǎng)景中與前軸協(xié)同形成電動(dòng)四驅(qū)。由于前后軸之間沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)軸,P4的介入和扭矩分配響應(yīng)時(shí)間可縮短到毫秒級(jí),這在冰雪路面、泥濘坡道等低附著環(huán)境下尤為重要。

霞光灰
正是這種1+2+4的分工,讓XC70在物理上能夠組合出純前驅(qū)、純后驅(qū)、并聯(lián)、串聯(lián)、直驅(qū)、能量回收乃至全功率輸出等多種驅(qū)動(dòng)模式。與多數(shù)P2單電機(jī)插混“只能前驅(qū),四驅(qū)靠機(jī)械連接”的方案相比,它在工況適應(yīng)性、能量利用效率以及低附著路面抓地力保障方面有著天然優(yōu)勢(shì)。這塊“硬件棋盤(pán)”,正是后續(xù)復(fù)雜運(yùn)行策略能夠落地的底氣所在。
從加法到重構(gòu)的油電協(xié)作
有了三電機(jī)的硬件基礎(chǔ),XC70的混動(dòng)系統(tǒng)可以把油與電當(dāng)作兩條獨(dú)立的動(dòng)力鏈,由中央能量管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)分配。系統(tǒng)不會(huì)被動(dòng)等待駕駛操作再作反應(yīng),而是基于速度變化、踏板意圖、路面附著與電池狀態(tài)做前瞻判斷,提前決定由誰(shuí)接手、接手多少以及接手多久,從而把“怎么混”和“混到什么程度”變成連續(xù)可調(diào)的過(guò)程。

P1+P4的T8混動(dòng)系統(tǒng)中部電池容量有限
在城市通勤中,系統(tǒng)優(yōu)先以前后電機(jī)實(shí)現(xiàn)純電行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)保持靜默以保證安靜和平順。電量接近閾值時(shí),后臺(tái)會(huì)以穩(wěn)定功率為電池補(bǔ)能,避免出現(xiàn)突然點(diǎn)火帶來(lái)的突兀感;當(dāng)需要加速超車(chē)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)并聯(lián),瞬時(shí)輸出上揚(yáng),提速干脆利落。

并聯(lián)模式由發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)前輪
高速巡航時(shí),系統(tǒng)采用直驅(qū)以降低傳遞損失,電機(jī)按需提供細(xì)微補(bǔ)償或轉(zhuǎn)入回收,為后續(xù)路段儲(chǔ)備電量。山區(qū)道路上,上坡以油電并聯(lián)分擔(dān)負(fù)荷,下坡時(shí)前后電機(jī)協(xié)同回收,并調(diào)整分配比例以兼顧效率與穩(wěn)定感。

霞光灰
上述切換建立在前饋式調(diào)度之上:系統(tǒng)綜合速度趨勢(shì)、踏板意圖、附著與電池狀態(tài),提前排布動(dòng)力與回收的比例與順序,從而在工況變化中保持可預(yù)期的響應(yīng)與一致的手感。
原生平臺(tái)的架構(gòu)優(yōu)勢(shì)
前兩節(jié)我們已經(jīng)了解了XC70的三電機(jī)布局和運(yùn)行邏輯。而要讓這些能力真正落地,必須依托SMA超級(jí)混動(dòng)架構(gòu),這個(gè)平臺(tái)從設(shè)計(jì)階段起就針對(duì)油電融合進(jìn)行了優(yōu)化,具備完全原生的混動(dòng)特性。與市面上許多基于燃油車(chē)平臺(tái)改造的插混不同,SMA平臺(tái)不是在原有結(jié)構(gòu)中被動(dòng)“適配”電動(dòng)化,而是在一開(kāi)始就為電機(jī)、電池和傳動(dòng)系統(tǒng)預(yù)留了空間與接口。

全新SMA 架構(gòu)
在燃油車(chē)改造的方案中,電動(dòng)化組件往往需要被硬性安插進(jìn)既有布局:發(fā)動(dòng)機(jī)艙被迫挪出位置放置電機(jī),底盤(pán)中段抬高以安放電池,懸架和車(chē)內(nèi)空間隨之調(diào)整來(lái)彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)變化。這種做法雖然能在數(shù)據(jù)上實(shí)現(xiàn)不錯(cuò)的純電續(xù)航,但能量路徑會(huì)因此變得曲折,發(fā)動(dòng)機(jī)介入時(shí)缺乏平順感,重心分布也受到影響,動(dòng)態(tài)表現(xiàn)難免打折扣。

全新XC70 定位區(qū)間
XC70的SMA平臺(tái)從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上就支持三電機(jī)布局,3DHT混動(dòng)變速箱與P2電機(jī)由一體化方案開(kāi)發(fā),避免了額外組件帶來(lái)的空間和效率損失。發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)中直接集成了與P1電機(jī)的高效耦合接口,使發(fā)電過(guò)程的能量傳遞更短、更高效。后橋被定義為獨(dú)立電驅(qū)單元,內(nèi)部集成P4電機(jī)、差速機(jī)構(gòu)和控制模塊,使四驅(qū)介入更快,扭矩分配更靈活,不受機(jī)械傳動(dòng)軸的限制。

沃爾沃原有的的CMA與SPA平臺(tái)架構(gòu)
這種架構(gòu)優(yōu)勢(shì)不僅優(yōu)化了動(dòng)力路徑,也改善了整車(chē)的重量分布和操控穩(wěn)定性。電池組和三電機(jī)的集中化布局讓前后重量比例更接近理想值,在轉(zhuǎn)向和制動(dòng)時(shí)車(chē)身姿態(tài)更平穩(wěn)。平臺(tái)還為高壓部件設(shè)置了獨(dú)立冷卻回路,高溫時(shí)能延長(zhǎng)持續(xù)輸出能力,低溫時(shí)加快電池與電機(jī)的升溫速度,減少冬季能效衰減。在低附著力路面,后橋電驅(qū)能快速分配扭矩,改善抓地力,把平臺(tái)的結(jié)構(gòu)與布置優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)的車(chē)身姿態(tài)與轉(zhuǎn)向感受。
好混動(dòng)要耐受高低溫“折磨”
極端氣候是檢驗(yàn)混動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的試金石。XC70在研發(fā)階段經(jīng)歷了高溫和低溫的長(zhǎng)期測(cè)試,從酷熱高原到零下數(shù)十?dāng)z氏度的冰雪道路,都要確保動(dòng)力、能耗和舒適性維持在預(yù)期水平。

在高溫測(cè)試中,車(chē)輛在40℃以上環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,考察電機(jī)、電池和發(fā)動(dòng)機(jī)在熱負(fù)荷下的持續(xù)輸出能力。XC70的SMA平臺(tái)為高壓部件設(shè)有獨(dú)立冷卻回路,P1、P2、P4電機(jī)的溫控與電池?zé)峁芾砑泉?dú)立又協(xié)同。當(dāng)電機(jī)溫度接近閾值,系統(tǒng)優(yōu)先為關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)單元降溫,避免功率受限;發(fā)動(dòng)機(jī)余熱管理也會(huì)調(diào)整,以維持長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載下的熱平衡。

低溫帶來(lái)的挑戰(zhàn)完全不同。零下二三十?dāng)z氏度時(shí),電池活性下降、潤(rùn)滑油粘度增加、電機(jī)阻力變大。XC70通過(guò)P1發(fā)電與余熱利用,提前為電池和電機(jī)升溫,使其盡快進(jìn)入高效區(qū)間。未升溫前,系統(tǒng)會(huì)降低P2和P4負(fù)荷,避免大電流沖擊,同時(shí)利用發(fā)動(dòng)機(jī)維持行駛。

在冰雪等低附著力路面,P4能在檢測(cè)到打滑趨勢(shì)的瞬間介入,將扭矩分配到抓地力更好的后輪。不同于依賴(lài)制動(dòng)系統(tǒng)的傳統(tǒng)防滑策略,這種前饋式調(diào)度無(wú)需等打滑發(fā)生再修正,反應(yīng)更快、動(dòng)作更細(xì)膩。

經(jīng)高低溫雙重驗(yàn)證,XC70的混動(dòng)系統(tǒng)不僅實(shí)驗(yàn)室達(dá)標(biāo),更在真實(shí)極端條件下展現(xiàn)了穩(wěn)定與可控,這得益于SMA平臺(tái)的原生設(shè)計(jì)和熱管理策略的長(zhǎng)期打磨。
低耗不只是電池容量的功勞
在插混車(chē)型的討論中,很多人會(huì)把油耗和純電續(xù)航的優(yōu)劣直接歸因于電池容量大小。但XC70的表現(xiàn)證明,真正的低耗不是簡(jiǎn)單的電量堆砌,而是系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下精準(zhǔn)調(diào)度能量的結(jié)果。

并聯(lián)模式由發(fā)動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)前輪
在城市通勤這種低速、頻繁啟停的工況中,XC70優(yōu)先使用P2或P4進(jìn)行純電驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)保持靜默。源于三電機(jī)的分工與3DHT多擋位配合,即使在純電模式下,電機(jī)也能始終保持在高效區(qū)間輸出,減少能量浪費(fèi)。當(dāng)電量下降到設(shè)定閾值時(shí),P1會(huì)提前發(fā)電補(bǔ)能,避免因發(fā)動(dòng)機(jī)突然介入而打破平順性。

串聯(lián)模式發(fā)動(dòng)機(jī)帶著P1電機(jī)發(fā)電
高速巡航時(shí),直驅(qū)模式讓發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械連接直接驅(qū)動(dòng)前輪,減少能量傳遞中的損失。電機(jī)會(huì)根據(jù)路況適時(shí)介入,提供小幅加速補(bǔ)償或動(dòng)能回收;長(zhǎng)途行駛中,P1持續(xù)發(fā)電,不僅為電池補(bǔ)能,還能在下一個(gè)純電路段前儲(chǔ)備電量,使綜合油耗保持在穩(wěn)定的低水平。

XC70超級(jí)混動(dòng)幾乎通吃全場(chǎng)景需求
山區(qū)道路對(duì)能耗管理的要求更復(fù)雜。上坡時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)與雙電機(jī)并聯(lián)發(fā)力,在保持動(dòng)力充沛的同時(shí)避免單一動(dòng)力源的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn);下坡時(shí),P2和P4協(xié)同回收動(dòng)能,并根據(jù)路面附著力分配比例,既提高回收效率,又確保制動(dòng)穩(wěn)定性。這種雙電機(jī)回收的能力,讓XC70在長(zhǎng)下坡中的回收量明顯高于單電機(jī)插混。
XC70的低耗表現(xiàn)來(lái)自硬件布局、能量管理與電驅(qū)控制的協(xié)同作用,不依賴(lài)單一參數(shù),而是在不同工況下多系統(tǒng)互補(bǔ)的體現(xiàn)。這種跨場(chǎng)景一致性,與前文的極端氣候驗(yàn)證相呼應(yīng):無(wú)論外部條件如何變化,系統(tǒng)都能讓動(dòng)力輸出與能量回收保持高效。

松湖綠
結(jié)語(yǔ)
XC70的混動(dòng)系統(tǒng),不是通過(guò)夸張的參數(shù)去制造話題,而是用一套自成體系的架構(gòu)解決真實(shí)用車(chē)中的痛點(diǎn)。它的先進(jìn)之處,在于每個(gè)部件、每段邏輯、每種模式的存在,都是為了讓車(chē)輛在全場(chǎng)景下都能保持穩(wěn)定、高效和可預(yù)期。
