混合动力汽车技术经过多年的发展,已经达到了相对成熟的阶段。虽然混动车型大多基于燃油车改造而来,但整体可靠性较高。不同厂商的跟进速度不一,如丰田较早,大众较晚,自主品牌如比亚迪和荣威起步较早。混动汽车的核心是动力系统,包括发动机、变速箱和电池。发动机在混动系统中的作用比想象中更大,需要针对混动工况进行调整。混动模式下,发动机与车轮机械解耦,需要工作在最佳燃油经济性位置。此外,还需考虑EGR、快速暖机等因素,使系统更加复杂。混动变速箱技术相对复杂,有P1、P2、P2.5、P3、P4等多种布局方式。每种布局都有其特点和适用场景。例如,P2布局改动较小,易于实现纯电驱动;P3布局可实现纯电驱动和能量回收;P4布局适用于插电混动系统。各大厂商在混动技术上各有特色。如丰田的THS系统技术领先,但专利限制了其他厂商的发展。本田的iMMD系统和上汽的EDU系统在机械结构上相似,但设计和控制上有很大差异。自主品牌如比亚迪也在不断进步,推出了DM3系统,增加了P0电机,提升了启动性能和平顺性。电机技术在国内发展较为成熟,但仍需在高压系统、转子强度、冷却等方面进行深入开发,以提高续航和动力性。总的来说,混合动力技术已经取得了显著进步,可靠性和性能都能满足客户需求。各大厂商在混动领域的竞争和创新,推动了技术的发展和成熟。混动汽车有望成为汽车产业的重要发展方向,为实现节能减排和可持续发展做出贡献。
混合动力汽车的技术发展多年,现在肯定不是最成熟的时候,但已经到了相对成熟的阶段。
一般的混合动力车型都是从燃油车脱胎而来,不像电动车可以搞个新电动车架构。所以整体车的可靠性是来源于燃油车的底子,我所说的是混合动力就说动力系统。这家伙相对来说是个新家伙,发展了大概有十年多,各个整车厂跟进的脚步不一样,海外品牌像丰田跟进早,大众就相对晚一些,自主品牌比亚迪搞电池起家起步早,荣威从e50zz项目开始做电动车后,也开始做混合动力,最近两年几乎百家齐鸣了。
混合动力的动力装置还是离不开发动机,一个优秀的发动机是个底子,混合动力的变速箱这家里新入的赘,电池算是位女婿。发动机容易被忽视,可在这套系统里,发动机对整个车的表现影响比想象中的大,对整个标定都提出新要求,可能得调整燃烧往阿特金森循环调,针对混合动力常用的工况点针对性调整。
混合动力模式下,发动机和车轮实际上是机械解耦的,就需要让发动机工作在最佳燃油经济性的位置上。发动机直驱模式下,发动机与电机同时驱动,此时让发电机和驱动电机参与调节发动机的工作点,使发动机工作在最佳燃油经济性的位置。
另外,是不是还得再加个EGR上去;这发动机平常也不用啊,要用起来这又是冰冷的缸体缸盖,快速暖机是不是得考虑下,有没有感觉突然变的好复杂,其实这也只是冰山一角。
发动机就到这里,变速箱可就相对复杂了,没想到把一个买车值不值的问题,搞成这样的科普文……我要加鸡腿。
混合动力变速箱就比较复杂了,混动形式花样繁多。
P1电机ISG(盘式启动/发电一体化电机)固定在发动机上,发动机的曲轴作为ISG的转子,可以实现启停、制动能量回收发电等作用。由于P1和发动机曲轴直接相连,无法实现纯电驱动车轮,且在能量回收的同时也需要带动曲轴空转,造成动能的损失。
P2电机位于发动机与变速箱之间,可以采用减速齿轮、带传动等多种方式与变速箱输入轴连接。P2的动力传输路径为:发动机—离合器—P2电机—离合器—变速箱—差速器—车轮。通过控制2个离合器的开闭,P2系统可以实现纯电驱动。
P2.5,就是介于P2和P3之间的一种模式:电机可以布置在变速箱内部,一般将电机集成到偶数挡位上,这样的布置方式对变速箱结构的改动较大;电机也可以布置在变速箱上,通过链轮、齿轮组将电机与变速箱偶数挡位连接在一起,这样的布置对变速箱改动较小。相对于P2而言,因有离合器控制发动机和变速器之间的动力传递,在进行混动驱动、动力融合时,会变得比较顺畅。
P3电机位于变速箱末端,与车轴相连,可以实现纯电驱动和能量回收的功能。
P4电机的布局和P3类似,将电机放在了驱动桥上,一般直接用来驱动后车轮,适用于插电混动系统。
P0一般48V启停上用,P4一般纯电动车用,暂且不谈。
P2模式是发展相对早,对现有动力系统改动小,厂家们大都从这里入手和试水,也诞生了很多PHEV车型。
图示的P2系统就在发动机和变速箱中间,后面不管是AT、DCT、CVT都可以实现混合动力。
哼,那么黑科技了点,还堵住了大家的技术路线,真是牛。THS系统制霸混动系统二十余载,超前的技术,足足令很多工程师从学生时代就佩服膜拜,到工作多年后另辟蹊径依然无法超越,竟然只能等专利失效的东风吹来,令人唏嘘不已(导演请配《天下足球》音乐)。@一汽丰田
发动机通过离合器连接到发动机输出轴,在离合器前通过齿轮与发电机连接;电动机直接连接电机输出轴;在发动机输出轴和电机输出轴之间有第三根轴,这根轴将动力传递到车轮。(它配的就是阿特金森循环的发动机)
在EV与Hybrid两种模式之间,iMMD采用了一种间断式的混动策略intermittenthybridmode),即电池部分参与供电,这样的策略车辆在低速/低负荷工况,最多能提升50%;而在高速/高负荷工况下,经济性则没有明显提升,部分工况能效反而下降。在Hybrid与Engine两种混动模式中,发动机和电机的工作点也并不是完全由工况决定的。从巡航速度缓慢加速,enginedrivemode效率更高,比hybridmode最多提升12%;激烈驾驶时,hybriddrivemode效率更高。
这基本上是在绕开丰田专利基础上,开发了一个相对复杂的专用变速箱,但整体的效率和节油效果很好。
上汽的EDU为什么和iMMD系统在机械角度上说很相似呢,他们都是在一根轴上通过离合器控制的双电机系统。这种变速箱已经不是变速箱了,基本是全新的系统,和之前舍弗勒P2模块那样的简单粗暴的系统是两回事,是需要相对雄厚的开发能力才能驾驭,不单是硬件开发,软件控制也是需要深厚的功力。@绿芯君
机械原理上一样,里面设计可不一样,这差太多了,工程师美丽的苦恼……
怎么样,整体来说里面的液压控制、离合器、电机、高压系统都比较需要核心科技,软件控制及策略、诊断也是看不见的压舱石,看看下面有多少种工作模式就知道了:
还是蛮复杂的,我就不一一介绍,目的还是能将我们的开车工况分分类,然后就可以节油降排放,没啥其他目的。
自主品牌做到这样的已经很牛了,毕竟其他这种形式的大都是海外的洋货,现在已经发展到EDU2,号称十速EDU,咱也不敢问咱也不敢说啥呀,有机会再讲。
为什么经常被一起说呢,主要是限制牌照的城市卖的最火的就是上汽和比亚迪了。
先说说比亚迪·秦吧,它的混合动力模式比较简单,就是一套很纯粹的并联式的混动系统P3+P4:
比亚迪这种三擎构型,从本质上来讲不能叫混合动力,它只是将纯电动汽车和传动动力车通过P3+P4双电机布置,集成到了一起。这种技术构型的优点就是结构简单,控制容易,加速性能好(可以布置大电机),PHEV车型节油效果好(在现有插电混油耗法规条件下)。缺点也很明显,因为不是真正的混动,电机与发动机没有深度融合,真实节油效果有限,在没有电的情况下,发动机背着电池电机跑,比传统车型更费油。这个感受真的是让人无法接受,我坐过一次秦的滴滴,应该是下午的时候,大概是低电量了发动起启动了,那个感觉就有点让我回忆起小时候坐在爸爸的小摩托油箱上,亲切地感受到发动机内部汽油燃烧的暴力美,也能感受到淡淡的菊部振动;我和司机师傅沟通了下,这平常都这样吗?司机师傅略显尴尬的说,没电了就这样,这发动机吼的厉害,其实我们这种混动车还行吧,荣威550的车没这么厉害,蛮好的,你不信可以试试。能听出来司机师傅试图挽回一下混动车局面,哈哈。
比亚迪也是很上进的,所以啊,推出了DM3系统:
比亚迪推出了DM3系统,其实就是把发动机的启动电机换成了高压高功率的BSG,相当于又加了一个P0,成了P0+P3+P4的结构,咔咔咔用了三个电机。这样能解决部分低电量情况下,发电能力低导致油耗高发动机转速高的问题;第二呢,启动性能提升,就更平顺。
可天不遂人愿,换了一个更大的BSG的电机,而且一直跟着发动机转,这都是消耗发动机功率的,油耗其实没降低,算是客户感知差后的补丁吧。
好,几个主流的专用混合动力变速箱先介绍到这里,之前为了说混合动力发展到现在还不错,技术已经相对成熟,可靠性能满足客户需求,介绍了发动机和变速箱,那么我再最后简单说下电机:
电机其实是国内发展相对靠前的技术,你看看新兴的造车厂蔚来小鹏不都看电机比发动机好开发,就都扑上去了嘛,其实在混合动力的系统里,电机做的深入还是有挺多花活可以玩的。
2.布置的空间小,为了大功率,就得开发高压系统,现在都要到800v了。
3.毕竟空间有限,电机就那么大,想要得到更大的扭矩,就得转速上去,再通过减速箱降速增扭。那这如何保证电机整体的结构强度?如何提高转子强度?
4.这么大功率,冷却怎么搞?是不是要搞套水冷,嘿嘿。
电机这块的开发工作,还是有深度的,如果正常用用是可以的,但是想提高续航提升动力性,要是要沉下心好好开发的。
混合动力技术发展是一代代汽车人不断推进摸索的过程,也在经受着客户的检验,也是我们能逐步弯道超车的机会,一起加油!
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