本文按动力混合程度与电机布置位置对混动车型进行分类,介绍了从微混至增程式插电混动等多种构型方案。按电机布置位置分为P0至P4的Px混动系统,不同位置电机功能有差异。PS架构采用功率分流,无传统变速箱,以行星齿轮组实现动力分配。文章还探讨了不同电机架构的优缺点,如串联、并联等混合动力形式。混动车型多样,驱动系统布置需根据具体需求和条件选择。
一、按照动力混合程度分类
混合动力就是指汽车使用燃油驱动和电力驱动两种驱动方式,按照不同形式混动有不同的分类,混合动力汽车按照混合度或节油率来分,可以分为微混、轻混、中混、强混、插电混动、增程式插电混动这6种。
对于同级别的车型来说这6种形式的混动车型电池的容量和电机输出的功率依次增大,电能在车辆行驶的过程中参与度更高,电机由只参与启停功能到可以全工况纯电行驶。
最左侧的微混可以看作是带能量回收功能的燃油车,制动或怠速回收的能量并不参与车辆的驱动,能量只是给空调压缩机等电器设备使用。
最右侧的增程式可以看作是带发电机的纯电车,由发动机和发电机组成的增程系统并不直接参与驱动,而是将化学能转化成电能再给驱动电机补充电能间接参与驱动。
从轻混到强混,电机功能也从只参与电动助力到参与高速纯电行驶演变。
二、按照电机布置位置分类
在混动系统中按电机布置位置又可以分为P0~P4混动,合称Px混动,其中P0、P1、P2、P3、P4都是指不同位置的电机,下图是电机在不同位置的示意图,电机所在驱动系统中不同位置功能也有很大差异。
P0电机置于发动机之前,发动机皮带驱动,又称BSG电机;
P1电机置于变速箱之前,安装在发动机曲轴上,在K0离合器之前,又称ISG电机;
P2电机置于变速箱的输入端,在K0离合器之后;
P3电机置于变速箱的输出端,由皮带、齿轮与发动机(ICE)同轴连接,同源输出;
P4电机置于变速箱之后,与发动机(ICE)的输出轴分离,可单独驱动;
P2.5电机置于变速器之内,发动机(ICE)可通过奇数挡输出动力,电机可通过偶数轴输出动力,二者共同驱动车俩行驶。
当然除了P0-P4的单电机混动构架,也有双电机或三电机混动构架,如P1+P3、P0+P2、P1+P4、P2+P4、P0+P3+P4。
PS构架,全称为PowreSplit功率分流。
与P0-P4架构又有所区别。
PS架构取消了传统变速箱,是用带行星齿轮组的混动专用变速箱(DHT)对发动机动力和电动机动力进行合理分配。
2.1P0电机
P0电机全称为BeltStarterGenerator(BSG),BSG取代了原来的交流发电机,甚至启动机,并增加了一个双向驱动皮带设备。
所以它能够驱动发动机实现助力,同时在制动工况,或发动机怠速工况实现发电和能量回收。
目前比较火的48V系统,最常用的就是P0电机构架,在发动机改动不大的基础上加入BSG电机可以实现油耗与排放降低10-15%。
2.2P1电机
P1电机全称为IntegratedStarterGenerator(ISG),是将电机和曲轴串联在一起。
ISG电机由于是曲轴传动,相比P0可以传递和回收更大的功率,传递效率也比皮带传动更高。
但由于空间限制,P1电机也很难做到很大功率。
2.3P2电机
P2电机布置于发动机和变速箱中间,但因为不必像P1一样整合在发动机外壳中,布置的形式更灵活,不仅可以直接套在变速箱输入轴上(这样一般需要重新设计变速箱),也可以通过皮带与变速箱输入轴连接,也可以使用减速齿轮。
2.4P3电机
P3是电机与变速箱的输出轴耦合,一般采用齿轮或链条传动。
P3架构的电机可以直接将动力传递到车轮,所以无法直接启动发动机,且驱动过程中无法兼顾动力输出和反向充电。
所以P3架构都需要组合P0、P1架构来提升整套系统的工作效率。
2.5P4电机
P4布局最大的特点是,电机与发动机不驱动同一轴,车辆可以实现四驱。
电机与发动机实际上是通过地面耦合的,在车内部不存在任何机械连接。
可以把P4单独拿出来,当成额外的驱动系统。
但大部分P4布局(只有一个P4电机接了高压电)不能随意在纯电驱和纯发动机驱动之间切换,这意味着前后驱的切换困难,不利于车辆操控性和舒适性。
2.5P2.5电机
P2.5的意思是介于P2和P3之间的一种混动形式,即电动机集成在变速箱内部,并与7DCT二轴的输入轴时刻相连。
P2.5架构的整套混动系统取消了传统的启动电机,系统只能通过P2.5架构的动力电机来启动发动机,因此车辆硬件结构导致每一次启动,发动机都要经过变速箱齿轮,这也无形当中就增加了离合器的磨损次数。
从功能层面来说:
三、按照结构分类
3.1串联:
串联混动又叫增程式混动,由于发动机不直接参与驱动,所以发动机的运行工况非常简单,仅根据整车需求功率,在很窄的转速下调节发电,汽油发动机可以始终在高效区间运转,因此进一步提高了效率。
日产Note搭载日产最新的e-Power动力总成,在日本JC08(日本油耗测试循环)测试标准下测得的油耗水平可达2.67L/100km。
3.2单电机并联:
单电机并联混动更趋近于内燃机系统加电驱系统,两个系统可以同时协调工作也可以各自单独工作。
电机在整个系统中既可以发电也可以电动使用,但也限制了整个系统在混合驱动时的功能,电机作为驱动电机无法实现发电功能。
单电机布置位置不同,性能和控制策略也有会各有不同。
3.3双电机串并联:
3.3双电机串并联:
3.4双电机混联:
行星齿轮系统的根本价值在于:在发动机可以机械传动驱动车轮的前提下,使发动机的转速与转矩同时解耦。
发动机可以通过机械传动驱动车轮,但车辆速度不决定发动机转速,车辆负载也不决定发动机转矩。
以上内容由58汽车提供。如有任何买车、用车、养车、玩车相关问题,欢迎在下方表单填写您的信息,我们将第一时间与您联系,为您提供快捷、实用、全面的解决方案。
原创文章,作者:58汽车,如若转载,请注明出处:https://car.58.com/7003331/