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五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

22年1月7日,奇瑞旗下星途汽車釋出“星核動力ET-i全擎超混”技術,這是繼比亞迪DM-i、長城檸檬混動DHT、吉利雷神動力與長安iDD之後,第五家擁有超級混動技術自主品牌。星途汽車“星核動力ET-i全擎超混”技術核心可以用“

3擎3擋9模11速

”來涵蓋,其中最最亮眼的莫過於“鯤鵬DHT”技術。

奇瑞鯤鵬DHT,全稱是Dedicated Hybrid Transmission,也就是混合動力專用變速箱的意思。主要部件有電機1、電機2、三組離合器、三組不同齒比的齒輪、減速器、同步器、電機控制器、IGBT等零部件組合,它實現了電機控制器、雙電機、變速箱三者的高度整合。

而奇瑞鯤鵬DHT超級混動最大的亮點是,

可實現雙電機驅動的混動結構。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

目前搭載雙電機的產品越來越多,已成為電動汽車行業的主流發展趨勢。雖然雙電機產品開始增多,但大多仍以單電機+發動機作為主要驅動方式。說簡單點,就是一個電機工作,一個電機休息,來回更替,而鯤鵬DHT卻是可以實現雙電機驅動的混動架構。這裡的雙電機並不是像其他混動系統或者純電系統那樣P1+P3 or P2+P3電機,而是DHT內部的兩個電機均可以實現同時發力,同時制動時能量回收,無需區分哪個是驅動電機。由於兩臺電機都可以進行驅動,因此奇瑞鯤鵬DHT超級混動在電機選擇上,無需對功率上進行過分追求,電機的製造成本可以更低,完全可以實現國產化。而其他單電機驅動混動系統需要大功率電機,往往需要更加精密的齒輪,部分零部件還是需要依賴進口,導致整體制造成本會更高。

1、中國品牌電動車首發“3擎3擋”

在鯤鵬DHT架構中,電機扮演了主要角色,雙電機可單獨或同時驅動,具有效能更好,爆發力更強等特性,且發動機可根據實際道路情況按使用者需求適時介入,這也意味著,鯤鵬DHT能為使用者帶來“起步快,動力足”的用車體驗。

展開講,3擎包含一臺內燃機與兩臺驅動電機。其中汽油機又包含1。5T四缸機、2。0T四缸機。兩臺電機的佈局也是相當有意思。電機1放在傳統的P2位置,替代液力變矩器,主要起到調速的作用;而電機2則直接和1和3擋的傳動軸進行連線,相當於P2。5的位置;兩臺電機的功率真的不大,電機1最大功率55kW,峰值扭矩160N·m;而電機2最大功率70kW,峰值扭矩155N·m。未來還將引進後橋P4電機,實現“四擎四驅”。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

我們透過簡單的結構圖來看,P2電機位於C0離合器後方,它與2擋齒比佈置在一條輸出軸上,而P2。5電機則主要負責1擋和3擋齒比。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

鯤鵬DHT超級混動另一大亮點就是可以實現發動機的直驅。搭配1。5T米勒迴圈的發動機,最大功率115kW,峰值扭矩達到230N·m,最大的熱效率達到41%,其中常用的1600-3600轉的熱效率也達到40%以上。正是源於它採用雙電機與發動機驅動模式,所以配備了3擋變速裝置。要知道現在的主流技術大部分採用的是直接的離合器結構,也就是發電機直驅車輪,此類產品都只有一個擋位,也就是我們常說的“單速”產品。

單速產品天生限定了車輛的最高效率工作區間,而鯤鵬DHT的3個擋位可以擴寬發動機驅動效能,好比普通腳踏車和變速腳踏車的區別。奇瑞毫不忌諱表示,這套混動系統的技術邏輯有點參考DCT的PHEV的做法,將其中1擋和3擋進行同軸佈置,而2擋進行另外一根軸佈置。如此一來,整體的研發週期更短,依靠目前成熟的DCT配套,製造時更加容易。其中1擋的齒比會比較大,主要用於起步和加速;3擋的齒比小,更多用於降低轉速,減少發動機噪音,高速經濟巡航使用;2擋速比的出現,則起到了承上啟下的作用,保證換擋的平順性,同時兼顧油耗。3擋在高速行駛時可以使車輛轉速及油耗處於較低水平,更為貼合用戶的日常用車習慣。

2、幾十種駕駛模式中精煉的9種選擇

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

而透過這樣高性價比的雙電機設計,再配合可以獨立直驅執行的發動機,鯤鵬DHT就有了三種各自獨立的動力源(四驅版增加一臺後單電機),可以透過各種功能排列組合,實現包括純電驅動、增程模式驅動、並聯模式驅動、發動機直驅等在內的9種工作模式,理論上可以更好地平衡且適應全場景下的油耗和動力需求,同時還能夠實現對核心技術的自主可控。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

單電機純電動模式:主要應用電量充足在城市堵車或者短途低速巡航行駛;工作時發動機和電機1均處於斷開不工作,由電池給電機2供電驅動車輪;

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

雙電機純電動模式:適用於電量充足紅綠燈後起步或者堵車結束後的快速起步;工作時發動機不工作,電池分別給電機1和電機2進行供電,電機1和2透過3擋齒輪直接輸出動力。這也是鯤鵬DHT超級混動最特別的模式。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

串聯增程模式:主要應用於電量不足時的城市通勤;工作時,發動機帶動電機1進行發電,給電池充電,電池給電機2供電,電機2驅動車輪。跟普通增程式的車輛基本一致。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

發動機直驅模式:適用於中高速巡航行駛;工作時,電機1、電機2均不工作,電池也不進行放電或充電,只有發動機專注驅動車輪。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

並聯驅動模式:適用於全力上坡、全油門加速、高速再提速;工作時電池給電機1和電機2持續供電,發動機也出來工作,與電機1和電機2一併驅動車輪。這個模式也是系統動力最強的模式。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

駐車充電模式:顧名思義就是停車補能,適用於等紅綠燈、停車等人、堵車;工作是發動機帶動電機1持續發電儲存至電池。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

行車充電模式:適用於低負荷的狀態下慢速行駛;工作時發動機工作帶動電機1工作,給電池充電,同時發動機直接驅動。這種模式相當於饋電的模式。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

單電機制動能量回收模式:適用於日常輕踩剎車或者鬆油門下坡,工作時制動過程產生反向扭矩,電機2作為反拖為動力電池進行充電,發動機和電機1均不工作。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

雙電機制動能量回收模式:適用於緊急制動;工作時制動系統產生強大的反向扭矩,電機2和電機1進行反拖,同時給電池進行充電。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

這9種工作模式基本上涵蓋日常駕駛的所有場景,城市加速、城市巡航、城市減速、停車、郊區加速、郊區巡航、郊區減速、急加速、中速再急加速、高巡航、高速再提速等工況。只要速度高於16km/h,發動機即可介入直驅,直接提升低速動力響應性。中速再提速,發動機處於1擋和雙電機同時驅動,加速效能最強;而中高速急加速,發動機也會作出降擋的動作,加速效能更強。因此,3擋的結構讓發動機可以適應不同的車速,保證低能耗,同時動力響應也會更好。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

3、全球最多的DHT混動系統物理檔位:11個擋

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

在燃油車時代,變速箱物理檔位存在的意義就是變速,改變發動機的轉速,進而使得引擎能夠在更多時候維持在“最佳熱效率”區間。

當然,在多年的發展中,因為對於各種工況條件愈發全面的考慮,傳統燃油車的物理檔位已經從最初的2~3個擋發展到了目前主流的6-8個擋,甚至部分車型在純燃油的情況下實現了9-10個擋。而到了DHT混動時代,雖然電機的存在很大程度上消弭了中低速時內燃機頻繁的變速需求,但是目前眾多DHT系統單一檔位高速直驅時的表現其實依然不理想,因為齒比設定大了會費油,齒比小了又會導致後端再加速時的乏力,比如時速100km/h或120km/h甚至更高時速下的超車時。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

為了解決這個後段動力表現與能耗“不可兼得”的問題,發動機在電動機配合下3個物理擋位和9種工作模式的排列組合中,奇瑞選擇了11個最常用的組合擋位,覆蓋了起步、中低速、高架、超車、紅燈、擁堵、高速、長途、山道、高速轉向、冰雪/泥濘/沙石等11種用車場景。值得一提的是,鯤鵬DHT可根據道路實時計算最優工作模式,無需使用者手動切換,確保動力時刻高效輸出。

此外鯤鵬DHT採用了TSD雙軸驅動設計,在如此多檔位與不同工作模式切換時,不僅動力切換沒有中斷,整體感受也更加平順。不過對於這樣的設計是如何實現的,奇瑞方面目前還沒有詳細的技術資料流出,我們也不得而知,可能涉及到更深層次的專利方面。

五大國產混動系統(2)——鯤鵬DHT

也許有人會有越精密的產品越容易壞,某一個小環節出錯都可能導致全域性崩盤的擔憂。其實大可不必,作為“理工男”的技術奇瑞在業內一直有著“質量狂人”的稱號。鯤鵬DHT集20多年的混動技術研發經驗於一身,經歷了3萬小時臺架驗證與500萬km整車驗證嚴苛的測試環節,能以可靠品質,成為使用者的安心選擇。

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