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過去很長一段時間里,混合動力技術在國內汽車行業,被視為是機會主義,是豐田技術壟斷后跟著學就會吃虧的技術路線,是搞不了純電動才會去搞的半截子革命。

但是,十幾年的新能源汽車發展歷程證明,混合動力不僅不是落后的方案,甚至即便是作為過渡方案,這個過渡期也會很長。而且隨著國家政策的推動和企業技術路徑的選擇,混合動力車在可預見的未來會成為中國乘用車市場中最主流的車型。

所以,問題已經不在于要不要搞混合動力,而是如何搞混合動力。

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長期以來,豐田都被視為混合動力技術領域不可逾越的大山。事實上,自1997年開始量產的豐田THS系統,直至今天原理上也沒有發生根本性變化,很多地方也都能看出是時代背景之下的技術選擇。

但相比于豐田獨家、受專利保護、結構與控制極為復雜的THS系統,本田的i-MMD系統基礎原理更簡單,更容易被復制,似乎也更容易普及。比亞迪DM-i、長城檸檬混動DHT,這些即將被作為品牌主力的動力系統,都不約而同采用了這種P1+P3的雙電機混動系統。

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所以,這會不會是中國自主車企混動技術的新趨勢?相比吉利、上汽等目前采用的單電機混動方案,這種雙電機方案有優勢嗎?豐田的功率分流方案,又是否已經走到了頭?

豐田THS系統的時代局限性

在豐田THS系統誕生的年代里,內燃機仍是絕對的主角,三電技術遠沒有今天這么發達。這也就決定了,當時的混動系統勢必要以發動機為主、三電系統為輔,讓電機起到“電驅變速箱”的作用,通過動力分流發動機盡可能在各種工況下都工作在高效區間。

更何況在那個年代里,無論是想找一臺功率密度高、成本低的電機,還是想找一塊能量密度高、成本低的電池,都幾乎是不可能實現的事情。

而日本企業,向來習慣了鎖定某條技術路線后,就一條路走到黑,哪怕中間出現了任何與時代不符的東西,他們的選擇也依然是將錯就錯地去做適應性優化,而不是去顛覆它。

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所以,1997年后的20多年里,豐田THS系統的基本原理一直沒有變化,只是在結構上發生了兩次較大的變化。第一次是2003年,THS系統在第一代的基礎上增加了一個行星排,用于主驅動電機的減速增扭。第二次則是2015年,增加的行星排變為平行軸齒輪,同時兩臺電機的布置形式發生了變化,此后出現的插電混動車型則是通過在發動機與電機之間增加單向離合器完成。

另一個時代局限則體現在電池上。直到今天,豐田在非插電混動車型上仍然堅持采用鎳氫電池。盡管鎳氫電池高放電倍率、長壽命的特點,非常適合當時的混動方案,但面對能量密度數倍于自己且成本不斷下降的鋰離子電池,鎳氫電池顯然已經不屬于這個時代了。

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而這些時代局限性,恰恰是豐田選擇了結構與控制都無比復雜的功率分流式混動系統的根本原因,也決定了除非豐田主動授權,或是多方組建技術聯盟,否則其它廠家絕不可能采用類似系統。

P1+P3串并聯混動的高光時刻?

當豐田用復雜的系統構型與控制方案,占據了混動市場的巨大多數份額時,那些后來的廠家也并非全無出路。一個關鍵的后發優勢就是,三電技術已經得到了長足的進步,進步到能夠在混動系統中取代內燃機的主導地位。2013年發布的本田i-MMD系統即是在這一背景下出現的。

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本田i-MMD沒有豐田復雜的行星齒輪系統,而是采用P1+P3兩個電機充當調速與驅動的功能,實現了純電動、串聯發電、發動機直驅等多種工況。

結構簡單,意味著每一個部件都需要強大的性能,比如驅動電機要有很大的輸出功率。只不過,在21世紀的第二個十年里,這已經不是什么難題。甚至可以說,這是混動系統從內燃機系統向純電動系統靠攏的必經之路。

而憑借時代賦予的優勢,本田在混動市場的份額不斷增長。今年1-5月,國內非插電混動車市場中,本田(含謳歌)的市場份額已經達到37.4%,月均銷量近2萬輛,盡管距離豐田(含雷克薩斯)59.2%的市場份額仍有一定差距,但至少已經打破了豐田絕對壟斷的態勢——兩者共同壟斷非插電混動車市場超過96%的份額。

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依靠單體部件的技術進步,解決繁雜的系統配合問題,這是技術發展的必然趨勢。同樣,自主車企想要發展混動系統,這是一條絕佳的路線,也最能充分發揮我們強大本土供應鏈的優勢。

所以,與其說自主車企選擇了“本田方案”,不如說自主車企是站在了時代發展的新高度上。

自主車企中,采用P1+P3構型的兩大代表,是比亞迪DM-i和長城檸檬混動DHT。

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比亞迪最新的DM-i系統,可以看作是比亞迪的初心回歸。在解決了三電系統的性能、集成度與成本問題,在攻克了混動專用阿特金森發動機的關鍵技術后,比亞迪不再需要通過加速性能“曲線救國”的路線,去轉移消費者對混動系統效率的關注。

而長城檸檬DHT則在P1+P3系統構型的基礎上,增加了一個兩擋變速機構,能夠讓發動機在更低的車速下介入與電機的并聯,也能讓發動機在高速直驅下轉速更低。

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同時,比亞迪與長城都具備強大的自有供應鏈體系優勢,核心技術與關鍵零部件都能實現自研、自產、自供,這也是他們能夠在多產品線上快速、低成本復制混動系統的關鍵。也就是說,在可預期的未來,不僅非插電混動車可以當燃油車賣,插電混動車同樣應該做到油電同價,從而做到現有燃油車全面向混動車的迭代。

單電機混動不吃香了?

在三電成本還很高的年代里,豐田之外的車企(主要是歐系車企)做混動系統,通常都會選擇電機在變速箱輸入軸上的P2單電機混動系統。而如果將這個電機做到了變速箱里,就會演變成集成度更高的P2.5系統,吉利、上汽的混動車型均采用了這種方案。

從產品布局來看,這類P2、P2.5混動系統,更多被車企用作插電混動車型上。這也可以看作是若干年前,車企在法規政策滿足、技術難度、成本控制上的平衡。

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如果純粹從混動狀態下的能耗效率考量,雙電機串并聯混動相比單電機混動有更強的先天優勢,在成本可控、核心技術在手的前提下,新進入的車企大概率會選擇雙電機方案。而曾以政策滿足為主要考量、以插電混動系統為主導的車企,如果還想在混動市場持續深耕,在今天會面臨兩個選擇:一是持續深挖單電機系統的潛能,并形成混動、插電混動的模塊化產品譜系;二是投向雙電機串并聯的陣營。

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從目前公開的消息來看,上汽并沒有非插電混動車的布局,未來再布局的可能性也很小。而它從第一代EDU的雙電機方案變成第二代EDU的P2.5單電機方案,可以看成是堅定插電混動布局的選擇。相比之下,對于非插電混動車有更強需求的吉利,在第二代混動系統中將會選擇DHT雙電機方案,核心目的就是為了獲得更好的節油效果。

寫在最后

自主車企從未像今天這樣重視混動技術的發展,而在技術路線的選擇上,大家也殊途同歸。不是因為誰去抄誰的方案,而是在今天技術發展的基礎上,一定有一種方案是綜合效果最好的選擇。

多數歐美系品牌已經確定在未來幾年內全面倒向純電動車,而按照規劃中國15年后仍然有一半的車型是油電混合汽車。兩者之間留下的空白,就是這些致力于發展混動系統的自主品牌的機會。用混動車迭代目前規模巨大的燃油車市場,將是頭部自主品牌在未來5-10年內進一步擴大份額,與合資品牌分庭抗禮的關鍵窗口。

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