起动箱

混动崛起解析双电机混动变速箱

发布时间:2022/7/14 17:16:34   

电动化大潮浩浩荡荡,势不可挡。特斯拉遥遥领先,新势力咄咄逼人,传统主机厂也毫不退让,纷纷推出纯电车占领市场。一时间,纯电车声势浩大,几乎所有人都认为纯电车才是未来,然而一股全新的力量正在崛起。

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什么是混合动力

随着比亚迪DM-i混动车型的大放异彩,各大厂家纷纷发布自家的混动技术或平台。吉利发布雷神智擎Hi.X混动系统,长城发布柠檬混动DHT平台,奇瑞发布鲲鹏混合动力,长安发布蓝鲸iDD全域智能油电双驱系统,上汽发布3.0T绿色澎湃动力混动技术,混动市场即将迎来爆发式增长。

在混合动力汽车中,混动变速箱至关重要。混动变速箱是指将发动机与驱动电机的动力以一定的方式耦合在一起并能实现变速、变扭的传动系统。其中双电机混动变速箱具备多种混动工作模式,使得整车具有更强的动力性及更优的经济性,逐渐成为混动变速箱的主流方案。今天,我们一起解析双电机混动变速箱的结构、工作模式和典型技术方案。

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混动变速箱构型

混动构型目前业内按照电机的位置进行分类,其中Px(Position)的定义就是电机的位置。根据电机相对于传统动力系统的位置,可以把混动方案分为六大类,分别以P0\P1\P2\P3\P4\PS命名。

P0电机置于发动机之前,发动机皮带驱动BSG电机(起动、发电一体电机)。

P1电机置于变速箱之前,安装在发动机曲轴上,在离合器之前(原本飞轮的位置)。

P2电机置于变速箱的输入端,在离合器之后。

P3电机置于变速箱的输出端,与发动机共享输出轴。

P4电机置于变速箱之后,与发动机的输出轴分离,一般驱动后轮。

PS混动方案采用单个或多个行星齿轮组,将电机与发动机的动力输出进行柔性耦合。

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工作模式

双电机混动变速箱通过离合器、齿轮等机构将发动机和电机的动力耦合,具有纯电、串联、发动机直驱、并联、能量回收、怠速充电等工作模式。

纯电:发动机不启动,利用电池的电能通过电机单独驱动汽车行驶。

串联:发动机工作在经济区且输出恒定功率给电池充电,车辆由电机驱动。在城市工况,道路拥堵而电池馈电时,可以获得更高的燃油效率,还能享受纯电的驾驶感受。

发动机直驱:由发动机直接驱动车辆。当车辆动力需求小于发动机最高效输出时,多余的能量给电池充电。一般多为高速使用工况。

并联:发动机和电机同时处于工作状态,获得更高的加速性能。

能量回收:当车辆处于减速、滑行及下坡时可以将动能回收,反向给电池充电。

怠速充电:当电池处于亏电状态,车辆处于空挡,发动机输出功率通过发电机给电池充电。

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典型双电机混动变速箱

双电机混动变速箱的代表有PS方案的丰田THS、P1+P3方案的本田i-MMD和比亚迪DM-i,以及P1+P2方案的上汽EDU一代。下面着重介绍这几款混动变速箱。

1.丰田THS混动系统ECVT

汽车界流传着一句话:“世界上有两种混动,一种是丰田,一种是其他”。早在年,丰田首次推出了搭载ECVT的普锐斯,现已发展到第四代。ECVT通过行星齿轮机构,将发动机、发电机、电动机三者结合,根据需要进行动力分配,实现变速过程无缝连接。ECVT结构简单,传动效率高,主要搭载在HEV车型上。

2.本田i-MMD混动系统

对于丰田混动的江湖地位,本田表示不服,推出了i-MMD混动系统,号称“世界上有3种混动……”。本田i-MMD变速箱具有更简单的结构,使用P1和P3两个电机及单级减速齿轮机构。该混动系统仅在高速巡航时由发动机直接驱动车辆,其他时间发动机主要用于发电,因此其驾驶体验接近纯电车。本田i-MMD系统也搭载HEV车型,实际油耗与丰田几乎相同,且成本更低,驾驶性能更好。

3.比亚迪DM-i电混系统

比亚迪DM-i混动系统采用了与本田i-MMD相同的P1+P3双电机方案,结构非常类似;不同的是,本田采用发动机与电机同轴布置,而比亚迪采用平行轴布置。与丰田本田混动应用于HEV车型不同,比亚迪将该混动系统应用于PHEV车型,搭载更大容量的动力电池,续航最高可超km,获得无限接近纯电车的驾驶感受。

4.上汽EDU一代

上汽EDU一代采用的是P1+P2双电机方案,可实现所有混动模式。P1电机又叫ISG电机,主要用于发电;P2电机又叫TM电机,主要用于驱动。其独特之处在于在双电机之外,增加了一套两挡齿轮变速机构。在两挡速比的加持下,TM和ISG电机的输出性能和电耗性能得到较大的优化。

多年来,HEV车型不温不火,PHEV车型则一直面临灵魂拷问——如果不送牌照,你还会买插混车吗?随着比亚迪DM-i等混动车型的大火,混动技术路线逐渐明晰,从“以油为主”转向“以电为主”,从“高成本、高性能”转向“低成本、低油耗”。

总体而言,双电机混动变速箱结构简单、成本低、驾驶性能接近纯电车,可用于匹配HEV\PHEV\EREV各类混动车型;通过更改电机的功率及相应的电控和热管理系统,可满足从A到C及MPV等各类车型的动力需求。因此双电机混动变速箱逐渐成为新能源时代混动车型的主流选择。

有观点认为,在电池技术取得突破之前,纯电车难以完全取代燃油车,但是混动车可以做到,让我们拭目以待!

编辑:陆薛松

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